起重机广泛应用于工业各个领域,如轨道交通、海运码头、制造业、物流、工程建设、军事等,其作业效率直接影响着诸行业生产效率。目前,制约起重机作业效率的关键因素之一是卷扬式起升机构吊重时,由于钢丝绳的柔性和加速度载荷产生运行过程中的货物摆动,导致无法平稳、快速实现货物的准确装卸。本论文研究基于起重机运行中的吊重摆动现象,通过建立起重机运行与吊重摆动的耦合运动学和动力学微分方程,搭建起重机吊重摆动的刚性摆抑制试验平台。并基于PID闭环控制方法建立吊重摆动抑制控制策略,从理论仿真和测试试验两个角度研究起重机运动与吊重摆动耦合特征和有效的控制策略。首先,论文建立了起重机运动和吊重摆动耦合的运动学和动力学数学模型,并将起重机吊重刚性摆运动分为两类:刚性摆一般运动模型和刚性摆冲击模型。根据起重机吊重刚性摆数学模型里起重机运行位移、角位移和角加速度的初始状态,将刚性摆动状态分为18种类型,分别建立了刚性摆一般运动模型和刚性摆冲击模型的运动学微分方程组和动力学状态方程组。其次,基于Simulink,通过吊重角位移区间划分、起重机运行速度值和运行方向判别,重点对刚性摆吊重8种运动进行了运动学仿真分析;并对刚性摆冲击模型的无约束自由停摆和基于PID控制策略的抑制停摆进行了对比分析;分析结果表明,采用PID抑制摆动的最大振动幅度为0.005rad,振荡次数为0.5次,稳定用时2.2s,停摆时间减少了81.67%,具有很好的效果。再次,为验证本论文PID控制策略的可行性和摆动抑制的有效性,建立了起重机运动和吊重摆动耦合抑制测试试验平台。基于LABVIEW建立刚性摆试验平台的上位机测控系统,运用STM32F103建立刚性摆试验平台的下位机控制系统。根据起重机运行和吊重摆动耦合的运动学和动力学理论仿真分析结果,设计了摆动抑制的PID控制算法。最后,进行了理论仿真结果和测试试验数据的对比分析,重点研究了模拟起重机运行机构的刚性摆试验平台滑块移动距离和移动速度对摆动抑制的影响。对比分析结果表明,理论仿真结果与测试数据误差很小;且通过测试数据验证了基于PID控制的摆动抑制效果明显,能够实现吊重摆动的快速抑制;同时验证了在特定条件下,吊重摆动会出现异常,原因在于起重机运行位移的边界条件与吊重摆动耦合。