龙门吊车作为一种运输工具广泛应用于各种工业场合。但由于吊车自身结构的原因,负载在吊运过程中不可避免的会产生摆动,不仅降低了吊车的运行效率而且容易引起安全事故。因此,如何快速消除吊运过程中的摆动,长期以来是国内外控制领域研究的典型问题。本文研究内容分为三个部分：首先,针对吊车这一典型的欠驱动机械系统,采用拉格朗日方程建立了吊车系统的三维模型,以及近似条件下的线性化模型,并通过仿真实验验证了动力学模型的有效性。其次,针对三维龙门吊车的防摆定位控制设计了滑模变结构控制器。变结构控制中采用一种改进的等速趋近律,可有效地降低变结构控制中所产生的抖动,并使系统迅速达到平衡稳定状态。与PID控制相比,用滑模变结构设计的控制器,可使吊车的定位更加快速、准确且无超调,而且抗摆能力强。最后,通过在不同载荷质量、不同吊车自重、不同摩擦系数以及外部扰动情况下的系统仿真实验,得出滑模变结构控制在内部参数变化和外部扰动下,具有比其他一般控制方法更强的鲁棒性,便于实际应用。