本文通过对堆垛机结构的力学分析和研究，得出了适合堆垛机的特殊结构的优化设计方法，并由此而得出最优结构参数。本文也提出了一种适合堆垛机运行工况的控制算法。 文章利用经典力学的方法，对堆垛机进行全面的力学分析，包括堆垛机的静刚度、动刚度、强度、稳定性、下横梁的强度等，本文还就货叉进行受力分析。由于堆垛机的结构设计的好坏直接影响堆垛机的运行性能，所以文章对堆垛机的结构进行优化设计。本文主要采用模糊优化设计的方法，并把模糊优化设计方法与传统的优化设计方法相结合，利用模糊优化设计的特点，对堆垛机结构参数进行模糊化处理，并在模糊优化的基础上结合传统的优化设计方法，得出了比较理想的优化结果。在采用本方法对洛阳拖拉机厂和国营六零四厂的堆垛机结构进行优化的结果是在满足性能要求的前提下，可以使其结构重量减轻10％和16％。在堆垛机的位置控制中，文章通过对系统进行分析、计算，推导出了系统的数学模型。本文采用先进的由PLC控制、变频器驱动的闭环交流伺服系统。在控制算法上，运用了预测模糊控制算法。即综合利用模糊控制的快速性、鲁棒性好的优点和预测控制的稳态性好的优点，设计出了预测模糊控制器。通过对系统数学模型的转化，文章应用MATLAB仿真工具软件，建立了仿真模型，对其做了大量的仿真分析研究，结果证明，这种控制方法令人非常满意。