随着物流行业的飞速发展和人们对现代叉车的可操纵性需求的提升,叉车稳定性控制问题受到了人们的高度关注。越来越小的操作空间,越来越高的操作要求都对叉车的稳定性控制提出了越来越高的要求,而传统的叉车控制将叉车视为一般的车辆控制,缺乏控制对象的特殊性,尤其是没有考虑货物对于叉车稳定性的影响,有关资料表明,相当一部分叉车事故是由于所装载货物造成的,无论是货物上升高度过高导致叉车出现纵向倾覆,还是装载货物导致叉车合成重心发生改变从而影响叉车的横向稳定性,都可能带来严重的安全隐患。为了改善货物对叉车稳定性的影响,本文在分析叉车横向稳定性模型和纵向稳定性模型的基础上,提出了一种基于纵向边界的叉车横向稳定性控制策略来提高叉车的安全性和稳定性。本文首先在传统车辆二自由度模型的基础上,考虑了货物对于叉车横向稳定性的影响,建立了考虑货物的叉车横向动力学模型,同时分析了造成装载货物叉车纵向倾覆的一种特殊工况,即叉车急停急起造成加速度过大,提出了叉车的纵向动力学模型,构建了叉车驱动力与俯仰角之间的传递函数。仿真结果验证了相应的动力学模型,同时表明需要对考虑货物的叉车进行稳定性控制,为后续的控制器设计提供了理论基础。其次,在考虑货物的叉车横向动力学模型基础上,应用线控四轮转向技术,通过非线性滑模控制器对叉车的前后轮转向角进行修正从而改善叉车的运动姿态。所设计的非线性滑模控制器针对叉车横向动力学模型具有非线性和参数不确定性的特点,将系统进行参数分离,从而将叉车的横向稳定性控制问题转化为一个已知的不确定性线性系统的稳定性设计问题,所设计的非线性滑模控制系统在李雅普诺夫下式是渐进稳定的且对于外部干扰具有良好的抑制作用。最后,在叉车横向稳定性滑模控制器的基础上,引入货物升降的最大高度,构成基于纵向边界的叉车横向稳定性控制器。该控制器通过对叉车纵向稳定性模型进行假设分析,得到叉车的纵向稳定性边界,一方面为叉车的纵向稳定性提供了保障,另一方面也为滑模控制器的设计提供了先决条件。通过双移线工况验证了所设计的基于纵向边界的叉车横向稳定性控制器的有效性,在保证叉车的俯仰角稳定的前提下,进一步能够优化叉车横摆角速度与质心侧偏角,提升叉车行驶状态下存在货物升降工况的横向稳定性。