一.课题研究背景及意义 起重机是用来对物料进行起重、运输、装卸或者安装等作业的机械设备，被大量的运用于建筑施工、制造加工及港口运输等劳动密集型行业。

起着减轻体力劳动、节省人力、提高生产率和促进生产的巨大作用。

其中桥式起重机主要包括桥架、升起装置、大车运行机构、小车架、小车运行机构、驾驶人员操作室以及电气部分组成，在大车运行机构的控制下桥架沿铺设在两侧高架上的轨道运行，在小车运行机构的控制下小车沿铺设在大车车架上的轨道运行[1]，使得我们可以充分利用桥架下面的空间吊运物料而不受地面设备的阻碍，因此它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。

然而，据统计，起重机在工作的时候，有近30%的时间用在了定位时抑制载荷的摆动上面了，极大的影响了生产效率以及装卸的速度[2]，同时，随着可运荷载质量的增加以及运输速度的加快，当荷载到达目的地时产生的荷载残留摆动也随之加大，这样不仅会影响运输精度而且也会产生安全隐患。

因此，关于桥式起重机荷载摆动的抑制控制问题一直以来都是学术界与工程界广泛关注的焦点，其意义也十分重大而深远。

本课题以此为背景，了解桥式起重机的基本结构与桥式起重机消摆控制意义、背景、研究现状和趋势，利用拉格朗日运动方程推导出桥式起重机的数学模型，基于上述数学模型选择合理的控制方案，设计控制器并构建控制系统，利用Matlab/Simulink软件对该系统进行比较仿真分析。

二.发展趋势 现代工业的迅猛发展使得我们对于起重机自动化控制的要求越来越高，为了满足生产的需求，起重机消摆控制技术上的探索从未停步。

传统的防摆方式主要分为下面三个种类[3]： 1、机械式防摆 2、机械电子防摆 3、电子防摆 机械式防摆大致上可以被分为两种形式。

一是通过机械手段来消耗摆动的能量，这类防摇摆装置十分复杂，可靠性差维修保养工作量大，防摆效果并不十分理想；二是通过增加悬挂系统刚性抑制摇摆，这类装置同样具有上述大量缺点，这一类已经逐渐被淘汰废弃。

机械电子防摆，这种防摆系统实际上是将传统的装卸路线加以变革，随着运行机构速度的大幅提升，使得这种方法成为可能，但仍难以抵消吊具运行线路的增加而带来的工作效率的降低，同时还需要额外配置昂贵的外部传感装置，这种防摆方式并不是真正意义上的电子防摆。