三维桥式吊车具有结构简单、负载能力强、操作方便、占地面积小和运送效率高等优点,广泛应用于港口、车间、仓库和工地等工业场所。吊车系统是一种欠驱动、非线性系统,对三维桥式吊车控制问题的研究有助于促进欠驱动系统的控制理论发展,也有助于研究一般非线性系统的控制方法。为了实现三维桥式吊车的快速准确地定位控制与稳定的防摆控制,本文做了以下工作：1利用拉格朗日方法建立了吊车的三维模型,从而比先前的二维模型更加精确、更有使用价值；在平衡点把模型线性化处理,分析了吊车模型的能控性与能观性；分别建立了二维模型与一维模型并且线性化处理,为简单仿真研究及实物实验做了必要的准备工作。2因为PID控制器应用广泛、结构简单、具有鲁棒性,PSO算法计算效率高、易于编程实现,所以把两者结合起来,设计出了PSO-PID控制器。通过仿真实验证明了PSO-PID控制器比传统PID控制器能使三维吊车更加快速的定位并且起到了防止运行过程中摆动过大的作用。3针对需要解决的定位问题与防摆问题,把滑模控制、模糊控制、变论域自适应控制和粒子群优化算法相结合,提出了一种新的基于粒子群优化的自适应模糊滑模控制器(Adaptive Fuzzy Sliding Mode Controller Based on Particle Swarm Optimization, PSO-AFSMC)。仿真结果表明,吊车的摆角更小且稳定、定位更加快速准确且无超调。在相同条件下,PSO-AFSMC控制器的性能均优于AFSMC控制器、PSO-PID控制器及传统PID控制器的性能。