CN114890345B - 一种叉车稳定性控制方法以及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叉车稳定性控制方法，包括以下步骤：步骤1、获取叉车车辆信息，所述叉车车辆信息包括车辆加速度、侧倾角、叉车前后桥左右轮的垂直载荷；步骤2、根据步骤1获取的叉车车辆信息计算叉车的横向载荷转移率LTR；步骤3、根据步骤2的叉车横向载荷转移率LTR判断叉车的状态；步骤4、根据步骤3的叉车侧倾状态对叉车的姿态进行调整控制，本发明在不同类型路面上采用不同的稳定性指标计算方法及控制策略。相对于传统的不考虑路面的稳定性控制，叉车转向行驶过程中的横向载荷转移率LTR得到显著减小，大大降低了叉车的侧翻风险，与此同时，叉车行驶过程中出现的蛇行摆振现象能得到显著的抑制，提高了驾驶员的乘坐舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆主动安全技术领域，具体是一种叉车稳定性控制方法以及控制系统。
背景技术
叉车作业环境复杂，行驶路况多变，侧翻事故高发，易造成生命和财产的损失。目前国内外对叉车的主动安全技术的研究大都从叉车本身结构或运动状态出发试图建立或优化现有的稳定性指标或控制算法，并没有考虑到叉车的行驶环境，忽略了路面-车轮相互作用对叉车整车侧倾稳定性的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种叉车稳定性控制方法以及控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供下技术方案：
一种叉车稳定性控制方法，包括以下步骤：
步骤1、获取叉车车辆信息，所述叉车车辆信息包括车辆加速度、侧倾角、叉车前后桥左右轮的垂直载荷；
步骤2、根据步骤1获取的叉车车辆信息计算叉车的横向载荷转移率LTR；
步骤3、根据步骤2的叉车横向载荷转移率LTR判断叉车的状态；
步骤4、根据步骤3的叉车侧倾状态对叉车的姿态进行调整控制。
作为本发明进一步的方案：所述步骤1通过陀螺仪采集叉车加速度、侧倾角信息，通过车轮载荷传感器采集叉车前后桥左右轮的垂直载荷。
作为本发明进一步的方案：所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1、判断当前叉车行驶的路面状况，若是硬路面则执行步骤2.2；若是软路面则执行步骤2.3；
步骤2.2、硬路面的横向载荷转移率为HR-LTR，HR-LTR的计算公式为：
；其中：m f为前车架质量；m r为后车架质量；m b为后桥质量；h 1为前车架质心高度；ψ为整车侧倾角；M为整车质量，M=m f+m r+m b；/>和分别为前后车架的侧向加速度；B为轮距；l x为后车架和摆动桥合质量的质心至地面的垂直距离；
步骤2.3、软路面的横向载荷转移率为SR-LTR，SR-LTR的计算公式为：
；其中，/>、/>、/>和/>分别为叉车左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的地面垂向反作用力。
作为本发明进一步的方案：所述步骤2.1中路面状况通过车轮滚动阻力系数和或摄像头捕捉的路面信息进行判断；
车轮滚动阻力系数的计算公式为：
其中，T tq为发送机转矩；i g、i 0分别为变速器传动比和主减速器传动比；η T为传动效率；C D为风阻系数；A为迎风面积；κ为旋转质量换算系数；M为整车质量；u a为行驶车速；r为车轮半径；
若计算得到f大于0.2，则当前行驶路面类型为软路面，反之，若计算得到f小于0.2，则当前行驶路面类型为硬路面；
摄像头负责对前方行驶路面作初步判定，若由摄像头采集的图像信息为常见的铺装路面，如沥青路面、水泥路面，则将这些路面划分为硬路面；若为常见的野外泥泞路面，如砂土路面、壤土路面、粘土路面，则将这些路面划分为软路面。
作为本发明进一步的方案：所述步骤3首先设置叉车横向载荷转移率的阈值LTRth，然后将实时获得的横向载荷转移率与横向载荷转移率阈值进行比较，若0<LTR<LTRth，则叉车处于相对平稳段；若LTRth<LTR<1，则叉车处于危险段；若LTR>1，则叉车处于紧急段。
作为本发明进一步的方案：叉车所述横向载荷转移率的阈值LTRth，硬路面时的横向载荷转移率的阈值HR-LTRth，软路面时的横向载荷转移率的阈值SR-LTRth，HR-LTRth不小于SR-LTRth。
作为本发明进一步的方案：所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1、获取叉车状态，若叉车处于相对平稳段，执行步骤4.2；若叉车处于危险段，执行步骤4.3；若叉车处于紧急段，则执行步骤4.4；
步骤4.2、当叉车的车身姿态发生小范围内的侧倾，处于相对平稳段，通过动配重块的左右移动来调整整车质心位置，改善车身姿态，配重块的左右移动通过模糊PID控制器进行控制；
步骤4.3、当叉车的车身姿态发生较大范围内的侧倾，处于危险段，调节防侧翻油缸电磁阀的开度，避免车身姿态的进一步恶化；
步骤4.4、当叉车的车身姿态发生大范围内的侧倾，处于紧急段，此时一侧车轮全部离开地面时，使动配重块移动到贴近转向中心一侧车身的最远端且完全锁止防侧翻油缸的电磁阀，防止侧翻。
作为本发明进一步的方案：所述叉车姿态调节还包括LQR横摆力矩控制器，LQR横摆力矩控制器在叉车全工况范围内使用。
作为本发明进一步的方案：所述LQR横摆力矩控制器对叉车前后分别施加前车体期望横摆力矩、后车体期望横摆力矩/>，所述前车体期望横摆力矩/>，所述后车体期望横摆力矩/>，其中：/>为前馈控制力矩，/>为反馈补偿力矩。
一种叉车稳定性控制系统，其特征在于，包括，LTR计算模块、路面识别模块、车身姿态控制模块；
LTR计算模块包括SR-LTR计算模块和HR-LTR计算模块，HR-LTR计算模块连接有陀螺仪，SR-LTR连接有土壤特性参数估计模块、车轮载荷传感器和轮速传感器；
路面识别模块：由摄像头、滚动阻力系数计算模块和土壤特性参数估计模块构成；
车身姿态控制模块：包括LQR横摆力矩控制器、动配重块模糊PID控制器以及防侧翻油缸变论域模糊控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用考虑路面类型的叉车稳定性控制，在不同类型路面上采用不同的稳定性指标计算方法及控制策略。相对于传统的不考虑路面的稳定性控制，叉车转向行驶过程中的横向载荷转移率LTR得到显著减小，大大降低了叉车的侧翻风险，与此同时，叉车行驶过程中出现的蛇行摆振现象能得到显著的抑制，提高了驾驶员的乘坐舒适性。
附图说明
图1为控制系统结构图；
图2为刚性路面LTR对比图；
图3为砂土路面LTR对比图；
图4为壤土路面LTR对比图。
图5为粘土路面LTR对比图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，一种叉车稳定性控制系统，包括：陀螺仪、车轮载荷传感器、路面识别模块、LTR计算模块、车身姿态控制模块；
陀螺仪：用于采集车辆的加速度和侧倾角。
路面识别模块：由摄像头、滚动阻力系数计算模块和土壤特性参数估计模块构成。滚动阻力系数模块计算出当前行驶路面的滚动阻力系数，根据得到路面类型的预判结果；摄像头提前对前方路况作多图拍摄，并将拍摄结果返回给典型路面比对库。二者综合作用判断路面类型。若判断结果为软路面，土壤特性参数估计模块估计当前土壤的特性参数并将估计结果返回给下述SR-LTR计算模块。
LTR计算模块：包括SR-LTR计算模块和HR-LTR计算模块。其中，SR-LTR计算模块负责计算叉车在软路面上行驶时的横向载荷转移率的大小。由土壤特性参数估计模块、车轮载荷传感器和轮速传感器构成。前者用于获得软路面上土壤特性参数信息；后者用于估计车轮载荷。HR-LTR计算模块负责计算叉车在硬路面上行驶时的横向载荷转移率的大小。
车身姿态控制模块：包括LQR横摆力矩控制器、动配重块模糊PID控制器以及防侧翻油缸变论域模糊控制器。
一种叉车稳定性控制方法，包括以下步骤：
步骤1、获取叉车车辆信息，叉车车辆信息包括车辆加速度、侧倾角、叉车前后桥左右轮的垂直载荷，通过陀螺仪采集叉车加速度、侧倾角信息，通过车轮载荷传感器采集叉车前后桥左右轮的垂直载荷。
步骤2、根据步骤1获取的叉车车辆信息计算叉车的横向载荷转移率LTR；
步骤2包括以下步骤：
步骤2.1、判断当前叉车行驶的路面状况，若是硬路面则执行步骤2.2；若是软路面则执行步骤2.3；
路面状况通过车轮滚动阻力系数和或摄像头捕捉的路面信息进行判断；
车轮滚动阻力系数的计算公式为：
其中，T tq为发送机转矩；i g、i 0分别为变速器传动比和主减速器传动比；η T为传动效率；C D为风阻系数；A为迎风面积；κ为旋转质量换算系数；M为整车质量；r为车轮半径；u a为行驶车速，是重力加速度，/>
若计算得到f大于0.2，则当前行驶路面类型为软路面，反之，若计算得到f小于0.2，则当前行驶路面类型为硬路面；
摄像头负责对前方行驶路面作初步判定，若由摄像头采集的图像信息为常见的铺装路面，如沥青路面、水泥路面等，则将这些路面划分为硬路面；若为常见的野外泥泞路面，如砂土路面、壤土路面、粘土路面等，则将这些路面划分为软路面；
步骤2.2、硬路面的横向载荷转移率为HR-LTR，HR-LTR的计算公式为：
；其中：m f为前车架质量；m r为后车架质量；m b为后桥质量；h 1为前车架质心高度；ψ为整车侧倾角；M为整车质量，M=m f+m r+m b；/>和分别为前后车架的侧向加速度；B为轮距；l x为后车架和摆动桥合质量的质心至地面的垂直距离；/>是重力加速度；
步骤2.3、软路面的横向载荷转移率为SR-LTR，SR-LTR的计算公式为：
；其中，/>、/>、/>和/>分别为叉车左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的地面垂向反作用力。
步骤3、根据步骤2的叉车横向载荷转移率LTR判断叉车的状态；
首先设置叉车横向载荷转移率的阈值LTRth，然后将实时获得的横向载荷转移率与横向载荷转移率阈值进行比较，若0<LTR<LTRth，则叉车处于相对平稳段；若LTRth<LTR<1，则叉车处于危险段；若LTR>1，则叉车处于紧急段，叉车横向载荷转移率的阈值LTRth，硬路面时的横向载荷转移率的阈值HR-LTRth，软路面时的横向载荷转移率的阈值SR-LTRth，HR-LTRth不小于SR-LTRth。
步骤4、根据布置3的叉车侧倾状态对叉车的姿态进行调整控制，叉车姿态调节还包括LQR横摆力矩控制器，LQR横摆力矩控制器在叉车全工况范围内使用，LQR横摆力矩控制器对叉车前后分别施加前车体期望横摆力矩、后车体期望横摆力矩/>，前车体期望横摆力矩/>，后车体期望横摆力矩/>，其中：/>为前车体前馈控制力矩，/>为前车体反馈补偿力矩；/>为后车体前馈控制力矩，/>为后车体反馈补偿力矩；
步骤4包括以下步骤；
步骤4.1、获取叉车状态，若叉车处于相对平稳段，执行步骤4.2；若叉车处于危险段，执行步骤4.3；若叉车处于紧急段，则执行步骤4.4；
步骤4.2、当叉车的车身姿态发生小范围内的侧倾，处于相对平稳段，通过动配重块的左右移动来调整整车质心位置，改善车身姿态，配重块的左右移动通过模糊PID控制器进行控制；
步骤4.3、当叉车的车身姿态发生较大范围内的侧倾，处于危险段，调节防侧翻油缸电磁阀的开度，避免车身姿态的进一步恶化；
步骤4.4、当叉车的车身姿态发生大范围内的侧倾，处于紧急段，此时一侧车轮全部离开地面时，使动配重块移动到贴近转向中心一侧车身的最远端且完全锁止防侧翻油缸的电磁阀，防止侧翻。
在本实施例中，步骤1、陀螺仪负责采集车辆加速度、侧倾角等信息；车轮载荷传感器负责检测叉车前桥左右车轮的垂直载荷。
步骤2、路面识别模块根据采集得到的车速信息实时计算车轮滚动阻力系数的大小，结合摄像头的路面捕捉结果判定当前行驶的路面类型。
滚动阻力系数的计算由下式确定：
(1)
式(1)中，T tq为发送机转矩；i g、i 0分别为变速器传动比和主减速器传动比；η T为传动效率；C D为风阻系数；A为迎风面积；κ为旋转质量换算系数；M为整车质量；u a为行驶车速；r为车轮半径。若计算得到f大于0.2，则当前行驶路面类型为软路面，在步骤3中计算横向载荷转移率时将使用SR-LTR的计算方法；反之，若计算得到f小于0.2，则当前行驶路面类型为硬路面，在步骤3中计算横向载荷转移率时将使用HR-LTR的计算方法。u a为行驶车速，是重力加速度，/>
摄像头负责对前方行驶路面作初步判定，若由摄像头采集的图像信息为常见的铺装路面，如沥青路面、水泥路面等，则将这些路面划分为硬路面；若为常见的野外泥泞路面，如砂土路面、壤土路面、粘土路面等，则将这些路面划分为软路面。
若路面识别结果为软路面，土壤特性参数估计模块在线估计土壤参数，并将估计结果发送给LTR计算模块。
步骤3、LTR计算模块根据路面识别模块的识别结果选择对应的LTR公式进行计算并将所得结果发送给车身姿态控制模块。设定硬路面上的横向载荷转移率阈值HR-LTRth为0.9，软路面上的横向载荷转移率阈值SR-LTRth为0.7。若计算得到叉车在当前路面类型行驶时的横向载荷转移率LTR小于阈值，则叉车处于相对平稳段；若LTR大于阈值但小于1，则叉车处于危险段；若LTR值大于1，叉车处于紧急段。
所述硬路面上的横向载荷转移率HR-LTR计算公式见下式：
(2)
式(2)中，m f为前车架质量；m r为后车架质量；m b为后桥质量；h 1为前车架质心高度；ψ为整车侧倾角；M为整车质量，M=m f+m r+m b；和/>分别为前后车架的侧向加速度；B为轮距；l x为后车架和摆动桥合质量的质心至地面的垂直距离，/>是重力加速度。
所述软路面上的横向载荷转移率HR-LTR计算公式见下述过程推导：
由横向载荷转移率的定义可得：
(3)
式(3)中，、/>、/>和/>分别为叉车左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的地面垂向反作用力。
由轮地相互作用数学模型可得单个车轮的地面垂向反作用力F z为：
(4)
式(4)中，为车轮进入角；/>为离去角，可近似为0；/>为法向应力；/>为剪切应力的横向方向上的分力；r为车轮半径，b是车轮宽度。
其中，可车轮进入角表示为
(5)
式(5)中，z为动态沉陷量：
(6)
式(6)中，W为某个车轮的垂直载荷；、/>和n为土壤承压特性参数，含义分别为内聚力模量、内摩擦模量、沉陷指数。s为车轮滑移率，b是车轮宽度，可表示为：
(7)
式(7)中，为车轮转动角速度，/>为车轮中心线速度，均可由轮速传感器测量获得。
横向剪切应力可表示为：
(8)
式(8)中，c、φ以及K为土壤抗剪特性参数。c为土壤内聚力，φ为土壤内摩擦角，K x为横向剪切弹性模量。j x为横向剪切位移，可表示为：
(9)
法向应力可表示为：
(10)
式(10)中，为最大法向应力处的角度，其大小可取为/>，/>是土壤内聚力模量，/>是土壤内摩擦模量，n为是土壤沉陷指数。
将式(4)-(10)代入式(3)便可求得软土路面的SR-LTR。
步骤4、车身姿态控制模块使能相应的执行机构控制器进行控制。
车身姿态控制模块包括LQR横摆力矩控制器、动配重块模糊PID控制器以及防侧翻油缸变论域模糊控制器。它根据LTR计算模块传来的结果控制相应的执行机构/控制器动作。
首先，为抑制由于叉车本身结构特性带来的其在行驶过程中固有的蛇行摆振现象，不管叉车此时处于步骤3中所述的哪一阶段，LQR横摆力矩控制器应在全工况范围内使能。控制器的具体设计原理下：
选用常用的“自行车模型”，并根据达朗贝尔原理对叉车进行动力学建模：
(11)
式(11)中；Y 1和Y 2分别为前后轮的侧向力；为横摆角加速度；a 1和a 2分别为前车架质心到铰接点和前桥中心的距离；b 1和b 2分别为后车架质心到铰接点和后桥中心的距离；l f和l r分别为铰接点至前桥中心与后桥中心的距离。
前后车体质心侧向加速度可由下式表示：
(12)
式中，是前车体质心侧向加速度，/>是后车体质心侧向加速度，/>是整车质心速度在车辆横轴上的分量，/>是整车质心加速度在车辆横轴上的分量，/>是整车质心速度在车辆纵轴上的分量，/>是横摆角，/>是横摆角速度，/>是横摆角加速度。
在自行车模型中，轮胎侧向力常线性化表达：
(13)
式中，k 1和k 2分别为前后轮的侧偏刚度。
前后车轮侧偏角为：
(14)
质心侧偏角可表示为：
(15)
联立式(11)~式(15)，可写出状态空间方程：
(16)
式(16)中，δ为车架折腰角令，则
式中，为矩阵/>中的元素，/>表示第/>行第/>列的矩阵元素，其值与等式右侧一一对应；同理，/>也是矩阵/>和矩阵/>中的元素。
(1) 前馈补偿控制器的设计
以前后车体的质心侧偏角为控制目标，且使其符合阿克曼转向。实际中，施加在前后车体上的横摆力矩不可能完全相同，故前后车体的横摆力矩控制器需单独设计。以前车体为例，
(17)
式(17)中，M f1为前馈补偿力矩；G f为比例增益系数。
前车体施加横摆力矩后，重写式(16)的状态空间方程，
(18)
式(18)中，
；/>
；/>
；/>
；/>
根据阿克曼转向关系，可得质心侧偏角为
(19)
令前馈力矩作用下的叉车稳态质心侧偏角跟踪式(19)，可得前馈补偿控制器的比例增益为
(20)
(2) 最优反馈补偿控制器的设计
为使叉车的瞬态输出跟踪参考值，设计了反馈补偿控制器：
(21)
式中，为被控对象，可由陀螺仪测得；/>为参考值，由自行车模型求解得到。
对式(21)两边求导，令干扰项为0并代入相关参数，最终可得
(22)
式(22)中，；M b1为反馈控制力矩。
通过LQR确定，设计最小化性能指标函数：
(23)
式(23)中，Q和R为系统输出和输入的矢量权重矩阵系数：
(24)
通过求解黎卡提方程，可得反馈增益值：
(25)
最优反馈补偿横摆力矩为：
(26)
则最终作用在前车体上的期望横摆力矩为前馈控制力矩与反馈补偿力矩之和：
(27)
同理可得后车体期望横摆力矩。
(28)
当叉车的车身姿态发生小范围内的侧倾，处于相对平稳段，应首先通过动配重块的左右移动来调整整车质心位置，改善车身姿态，采用了模糊PID控制器对动配重块的水平位移进行较为精准的调节。
系统误差e表示为车辆直线行驶无横向载荷转移时前桥左右车轮垂直载荷的差(R(t))减去转向时前桥左右车轮垂直载荷的差(y(t))。
(29)
PID控制器的输入由模糊控制器的输出∆K P、∆K I和∆K D以及上一次系统的初始值K P0、K I0和K D0计算得到：
(30)
e、ec、∆K P、∆K I和∆K D的基本论域分别为[-e max,e max]，[-ec max,ec max]，[-∆K Pmax,∆K Pmax]，[-∆K Imax, ∆K Imax]，[-∆K Imax, ∆K Imax]。输入和输出的语言变量分别为E，EC，K P，K I和K D。模糊离散域为[-n 1,n 1]，[-n 2,n 2]，[-m 1,m 1]，[-m 2,m 2]和[-m 3,m 3]。输入量化因子为：
(31)
输出变量的比例因子为：
(32)
输入和输出变量的模糊子集为：NB(负大)，NM(负中)，NS(负小)，ZO(零)，PS(正小)，PM(正中)，PB(正大)。模糊子集的隶属度函数为：
(33)
式(33)中，a、b和c为隶属度函数的斜率。
采用重心法进行解模糊，计算公式为：
(34)
式(34)中，。∆K P为模糊控制器的比例系数输出，通过模糊逻辑系统的隶属度函数的加权平均值计算出来；/>是第/>个模糊规则在输出为时的隶属度函数值，作为加权的权重，/>是第/>个模糊规则对应的输出控制动作的模糊集合的中心值，/>表示在第/>个模糊规则中，误差/>的输入模糊集合的隶属度值，表示在第/>个模糊规则中，误差变化率ECEC的输入模糊集合的隶属度值。∆K I和∆K D的求解过程类似。
当叉车的车身姿态发生较大范围内的侧倾，处于危险段，应调节防侧翻油缸电磁阀的开度，尽量避免车身姿态的进一步恶化。
当叉车的车身姿态发生大范围内的侧倾，处于紧急段，此时一侧车轮全部离开地面时，应使动配重块移动到贴近转向中心一侧车身的最远端且完全锁止防侧翻油缸的电磁阀，尽量防止侧翻。
图2-5分别为车速20km/h，折腰角30°，四种路面类型（刚性、砂土、壤土、粘土）工况下分别采用未考虑路面且无控制、未考虑路面但有控制和考虑路面类型的联合控制三种控制策略下叉车的LTR对比图。由图可知，在不考虑路面且不施加控制的情况下，叉车的侧倾状态发生恶变，横向载荷转移率LTR迅速达到1，在砂土、粘土、壤土路面上甚至直接出现了侧翻；在未考虑路面但施加控制的情况下，虽然较不考虑路面且不施加控制的情况叉车的横向载荷转移率有所降低，但此时叉车车身姿态侧倾状况依然比较糟糕；而采用考虑路面类型的联合控制策略，较前两种策略，叉车的横向载荷转移率能得到明显降低，极大程度上扼制了车身侧倾，提高了行驶安全性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种叉车稳定性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、获取叉车车辆信息，所述叉车车辆信息包括车辆加速度、侧倾角、叉车前后桥左右轮的垂直载荷；
步骤2、根据步骤1获取的叉车车辆信息计算叉车的横向载荷转移率LTR；
所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1、判断当前叉车行驶的路面状况，若是硬路面则执行步骤2.2；若是软路面则执行步骤2.3；
步骤2.2、硬路面的横向载荷转移率为HR-LTR，HR-LTR的计算公式为：
其中：mf为前车架质量；mr为后车架质量；mb为后桥质量；h1为前车架质心高度；ψ为整车侧倾角；M为整车质量，M＝mf+mr+mb；/>和/>分别为前后车架的侧向加速度；B为轮距；lx为后车架和摆动桥合质量的质心至地面的垂直距离；g是重力加速度；
步骤2.3、软路面的横向载荷转移率为SR-LTR，SR-LTR的计算公式为：
其中，Fzlf、Fzrf、Fzlr和Fzrr分别为叉车左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的地面垂向反作用力；
步骤3、根据步骤2的叉车横向载荷转移率LTR判断叉车的状态；
步骤4、根据步骤3的叉车侧倾状态对叉车的姿态进行调整控制。
2.根据权利要求1所述的一种叉车稳定性控制方法，其特征在于，所述步骤1通过陀螺仪采集叉车加速度、侧倾角信息，通过车轮载荷传感器采集叉车前后桥左右轮的垂直载荷。
3.根据权利要求1所述的一种叉车稳定性控制方法，其特征在于，所述步骤2.1中路面状况通过车轮滚动阻力系数f和或摄像头捕捉的路面信息进行判断；
车轮滚动阻力系数f的计算公式为：
其中，Ttq为发送机转矩；ig、i0分别为变速器传动比和主减速器传动比；ηT为传动效率；CD为风阻系数；A为迎风面积；κ为旋转质量换算系数；M为整车质量；r为车轮半径；ua为行驶车速，g是重力加速度，t是时间，是行驶车速对时间的导数；
若计算得到f大于0.2，则当前行驶路面类型为软路面，反之，若计算得到f小于0.2，则当前行驶路面类型为硬路面；
摄像头负责对前方行驶路面作初步判定，若由摄像头采集的图像信息为常见的铺装路面，则将这些路面划分为硬路面；若为常见的野外泥泞路面，则将这些路面划分为软路面。
4.根据权利要求1所述的一种叉车稳定性控制方法，其特征在于，所述步骤3首先设置叉车横向载荷转移率的阈值LTRth，然后将实时获得的横向载荷转移率与横向载荷转移率阈值进行比较，若0<LTR<LTRth，则叉车处于相对平稳段；若LTRth<LTR<1，则叉车处于危险段；若LTR>1，则叉车处于紧急段。
5.根据权利要求1所述的一种叉车稳定性控制方法，其特征在于，叉车所述横向载荷转移率的阈值LTRth，硬路面时的横向载荷转移率的阈值HR-LTRth，软路面时的横向载荷转移率的阈值SR-LTRth，HR-LTRth不小于SR-LTRth。
6.根据权利要求4所述的一种叉车稳定性控制方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1、获取叉车状态，若叉车处于相对平稳段，执行步骤4.2；若叉车处于危险段，执行步骤4.3；若叉车处于紧急段，则执行步骤4.4；
步骤4.2、当叉车的车身姿态发生小范围内的侧倾，处于相对平稳段，通过动配重块的左右移动来调整整车质心位置，改善车身姿态，配重块的左右移动通过模糊PID控制器进行控制；
步骤4.3、当叉车的车身姿态发生较大范围内的侧倾，处于危险段，调节防侧翻油缸电磁阀的开度，避免车身姿态的进一步恶化；
步骤4.4、当叉车的车身姿态发生大范围内的侧倾，处于紧急段，此时一侧车轮全部离开地面时，使动配重块移动到贴近转向中心一侧车身的最远端且完全锁止防侧翻油缸的电磁阀，防止侧翻。
7.根据权利要求6所述的一种叉车稳定性控制方法，其特征在于，所述叉车姿态调节还包括LQR横摆力矩控制器，LQR横摆力矩控制器在叉车全工况范围内使用。
8.根据权利要求7所述的一种叉车稳定性控制方法以及控制系统，其特征在于，所述LQR横摆力矩控制器对叉车前后分别施加前车体期望横摆力矩M1、后车体期望横摆力矩M2，所述前车体期望横摆力矩所述后车体期望横摆力矩/>其中：/>为前车体前馈控制力矩，/>为前车体反馈补偿力矩；/>为后车体前馈控制力矩，/>为后车体反馈补偿力矩。
9.一种叉车稳定性控制系统，其特征在于，包括，LTR计算模块、路面识别模块、车身姿态控制模块；
LTR计算模块包括SR-LTR计算模块和HR-LTR计算模块，HR-LTR计算模块连接有陀螺仪，SR-LTR连接有土壤特性参数估计模块、车轮载荷传感器和轮速传感器；
路面识别模块：由摄像头、滚动阻力系数计算模块和土壤特性参数估计模块构成；
车身姿态控制模块：包括LQR横摆力矩控制器、动配重块模糊PID控制器以及防侧翻油缸变论域模糊控制器。
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