桥式起重机作为一种物料搬运装备,具有结构简单,占地空间少,作业空间大、作业效率高等优点,广泛应用于车间、仓库、码头等工业与物流领域。随着工业与物流自动化程度的提高,对作业效率和安全性要求越来越高。桥式起重机采用柔绳吊运货物,伴随吊运过程中经常出现的启/停与加减速,货物必然出现摆动。若不能迅速消除摆动,轻则影响了吊运效率,重则会带来较大的安全隐患。因此,起重机的防摇摆控制得到日益广泛的重视。本文围绕着桥式起重机的防摇摆控制,分析了国内外防摇摆技术的研究现状和发展动态,首先基于拉格朗日动力学方程建立了桥式起重机的动力学模型,并根据系统状态空间方程和李雅普诺夫稳定性定理,分析了系统的能观性、能控性和稳定性。在对比分析了动力学控制和运动学控制的优缺点后,选择从运动学控制入手进行起重机的防摇摆研究,并分别从开环控制和闭环控制展开:开环上,基于系统在恒加速度下的等周期性摆动特性,提出了一种基于摆动周期的防摇摆控制方案,并结合实际应用需求对周期控制方案进行了进一步改进;闭环上,提出运动学上的状态反馈控制方案,在防摇摆的同时实现了小车的终点精确定位;更进一步,将阻尼振动的思想与模糊控制相结合,提出了一种具有速度、位置双跟踪能力且鲁棒性强、抗扰动的模糊防摇摆控制方案,在起重机防摇摆的基础上实现了速度和位置的快速跟踪,并能实现最终的精确定位。最后,搭建了实验平台对所提出的开/闭环防摇摆控制算法进行了试验验证。结果表明,本文提出的开环周期控制方案的防摇摆效果显著,便于对吊运过程的运动规划,特别适用于固定行程高速吊运的防摇摆控制;提出的状态反馈控制方案实现简单,能在防摇摆的基础上具有终点精确定位的功能;提出的模糊防摇摆闭环控制方案具有良好的鲁棒性和抗干扰能力,能够在防摇摆的基础上实现起重机速度和位置的双跟踪和终点准确定位,适用于更广泛的吊运过程手动操作的防摇摆控制。