汽车四轮转向是汽车研究与应用的新技术。与二轮转向汽车相比，四轮转向汽车有如下优点：低速转弯时，转向半径小，汽车的灵活性高；高速行驶时，能迅速改变车道，而车身又不致产生大的摆动，减少了摆尾产生的可能性，使司机更容易控制汽车的姿态。本文在4WS系统的动力学特性和控制研究上进行了初步探索，取得了以下成果：（1）研究了轮胎非线性对汽车四轮转向系统的转向特性及行驶稳定性影响。用神经网络辨识了基于Magic Formula轮胎侧偏公式的汽车四轮转向模型，并验证了辨识结果；对基于立方非线性轮胎侧偏公式的四轮转向模型，设计了非线性控制器，进行了仿真，验证了控制结果。（2）用现代非线性动力学理论，结合非线性轮胎侧偏公式与司机模型，建立了4WS的非线性模型，研究了其稳定性，并进行了数值模拟。（3）4WS系统的随机振动分析。由于汽车四轮转向系统是典型的一个存在随机扰动的系统，振源主要就是路面的不平度和地面的侧风，这类扰动不能用确定性的时间或空间函数去描述，只能用概率统计的方法去研究。汽车四轮转向系统的随机振动分析的侧重点在于随机稳定性的分析，特别是在随机分岔的分析方面，具有重要的理论和实际意义。（4）采用混杂控制理论中的Switched System的方法，将原系统前后轮高速同向转与低速反向转的原则体现在控制器的设计中去，先对原系统进行初步的设计，分为高速态与低速态两个子系统进行设计，再考虑这两个系统间切换的稳定性。针对两个子系统，采用H2/H∞混合设计方法，用LMI设计方法求解控制器，解出满足切换稳定的两个系统的Lyapunov矩阵，保证切换系统的稳定性。当系统模型变化到鲁棒控制器不足以完全镇定系统，即系统的工作区间出现不稳定域，设计了使切换系统稳定的算法。（5）结合混杂控制的研究结果，设计了4WS控制系统的实现方案。对4WS轿车的机械结构和电控系统分别提出了实现要点，并给出了成本与绩效预测。尤其在电控系统的设计上，采用了SoC设计和RTOS等新技术，对嵌入式控制系统的软件结构进行了深入的阐述