随着海洋战略的实施,海工装备是实现海洋强国目标的重要环节之一。在海洋环境的影响下,深海起重机起吊点垂直方向的剧烈运动给起重机海上作业造成严重影响,使得钢丝绳或脐带缆断裂。主动升沉补偿可以减弱该影响。本文从深海起重机主动升沉补偿的控制方法入手,实现起重机深海环境下的安全作业。首先,利用海洋波浪动力学和牛顿第二定律搭建深海起重机的传递函数,将传递函数通过系统方框图建立状态空间方程,为互补滑模控制律的设计做好基础。其次,主动升沉补偿是通过消除起重机所受扰动实现,故将扰动分为匹配扰动和非匹配扰动。针对匹配扰动设计互补滑模控制系统来解决;针对非匹配扰动利用扩张扰动观测器对非匹配扰动及各阶导数进行观测,并反馈补偿至互补滑模控制器当中,实现对非匹配扰动的补偿控制。再次,针对起重机缆绳应变不可测,设计扩张状态观测器对缆绳应变进行实时观测,并反馈至改进型互补滑模控制器来实现主动升沉补偿。在扩张状态观测器中引入高幂次非线性函数使得观测误差相比于线性观测器更小;引入反双曲正弦函数对系统状态进行互补滑模设计,以此减小控制器输出幅值,提高控制精度。仿真实验结果验证了主动升沉补偿的有效性。最后,因为滑模因子决定互补滑模面的位置,并对控制输出的抖振和负载位移跟踪误差有很大影响。故设计一种基于强化学习的互补滑模控制方法,在互补滑模控制器设计过程中采用强化学习的梯度下降算法对控制参数进行优化,实现参数的在线调整。调整过程中,利用控制输出抖振作为强化学习的评价函数,同时兼顾负载跟踪位移误差和控制输出抖振,使控制系统具有更好的性能。