叉车的四轮转向技术是指在后轮转向的基础之上加入前轮转向,以此来达到改善叉车转向特性的目的。四轮转向能减小转弯半径、增强转向灵敏度,从而被广泛接受。基于状态反馈的线性二次型调节器(LQR)的优化控制方案简单,响应速度快,且超调量小,目前有将此算法应用到二自由度车辆上,但针对三自由度车辆进行LQR优化控制的研究较少。针对这一现状,给出如下的研究工作。首先,针对叉车的操纵稳定性进行分析,分析质心侧偏角、横摆角速度和侧倾角三个因素对其的影响,并给出这三个因素的估算方法或测量方法。其次,分析叉车的轮胎模型并选取了合适的侧偏刚度。然后在车辆动力学的基础之上建立二自由度四轮转向叉车模型和三自由度四轮转向叉车模型,并分析后轮角阶跃输入下的叉车稳态响应和瞬态响应。最后将基于状态反馈的LQR优化控制算法应用到所建立的叉车模型之上,并在相同的模型下进行比例四轮控制和后轮控制,对比动力学仿真结果,发现所采用的LQR优化控制的综合效果较好,能在保持侧倾角与后轮控制基本一致的条件下,既能减小质心侧偏角,又能增大横摆角速度。总之,合理地选择LQR的权系数矩阵能有效地改善叉车的动力学响应性能,保持更好的车身姿态,从而提高叉车操纵稳定性。