项目意义：
桥式吊车控制的主要目标是在最短时间内完成负载的快速、准确的运送。伴随着台车的运动，吊车会因为负载的摆动现象出现不稳定问题。台车和负载摆动之间的关系是非线性的，并且是高度耦合的；风以及其它不确定因素：未知的摩擦系数、台车质量、负载质量、吊绳长度都可能影响吊车的性能。由于吊车通常是小阻尼的，任何瞬时运动的出现都需要很长时间才能被消除。
迄今为止，由于适用于工业现场的自动控制方法的缺失，大部分工业吊车仍由工人师傅手动操作，台车的定位性能以及负载的消摆能力完全依赖操作人员的工作经验。据不完全统计，每年都会有数百人在吊车引起的安全事故中受伤甚至死亡。发生在沙特阿拉伯麦加的惨烈吊车事故，该事故造成110人死亡，至少230人受伤。因此，为提高吊车的工作效率以及安全性，亟待设计高性能自动定位消摆控制方法替代人工操作。
项目内容/创新点：
为提高欠驱动桥式吊车的定位消摆控制效果，本项目对桥式吊车系统的控制方法展开了更加深入的研究，1）二级摆型桥式吊车系统在线轨迹规划方法：设计的轨迹可在线生成，不需要提前或离线规划轨迹参数，具有优异的定位消摆控制性能。2）桥式吊车系统跟踪控制方法：针对现有跟踪控制方法存在的问题，设计了两种鲁棒跟踪控制方法，实验结果表明，所提误差跟踪控制方法具有良好的控制效果。3）桥式吊车系统调节控制方法：围绕现有调节控制方法的限制与不足，提出两种非线性调节控制方法。4）伴有负载升降运动的桥式吊车控制方法：在不对吊车非线性动力学模型进行任何线性化或者近似处理的条件下，提出了局部饱和自适应学习控制方法以及基于能量分析的模糊控制方法。5）考虑未建模动态及外部扰动的滑模控制方法：针对受外部扰动及系统未建模动态影响的二级摆型桥式吊车系统、二维桥式吊车系统，分别设计了增强耦合非线性的PD型滑模控制方法、有限时间轨迹跟踪控制方法。
技术指标：
在整个运输过程中最大吊钩摆角为1.1°；最大负载摆角为1.2°；台车停止运行后吊钩摆角的幅值：吊钩残余摆角0.39°；负载残余摆角0.23°。
应用范围：海港、码头、建筑工地等诸多领域。
已授权发明专利：
[1] 马昕,张梦华,田新诚,李贻斌,荣学文,宋锐,带有状态约束的三维桥式吊车增强耦合非线性控制方法,专利号:ZL201510169821.2,授权日:2017-01-18.
[2] 马昕,张梦华,田新诚,荣学文,宋锐,李贻斌,带有跟踪误差约束的桥式吊车自适应跟踪控制器及方法,专利号:ZL201510644160.4,授权日:2017-03-22.
[3] 马昕,张梦华,田新诚,荣学文,柴汇,宋锐,李贻斌,带有初始输入约束的桥式吊车能量耦合控制器及控制方法,专利号:ZL201510527721.2,授权日:2017-08-25.
[4] 马昕,张梦华,田新诚,李贻斌,带初始负载摆角及台车位移的桥式吊车误差及方法,专利号:ZL201610114937.0,授权日: 2017-03-22.
[5] 马昕,张梦华,田新诚,荣学文,柴汇,宋锐,李贻斌,三维桥式吊车系统增强耦合非线性跟踪控制器及方法,专利号:ZL201510528799.6,授权日:2017-03-22.
[6] 马昕,张梦华,田新诚,荣学文,宋锐,李贻斌,带有持续扰动的可升降桥式吊车系统的模糊控制方法,专利号:ZL201510888444.8,授权日:2017-03-22.
[7] 马昕,张梦华,宋锐,荣学文,田新诚,李贻斌,桥式吊车局部饱和自适应控制器、控制系统及控制方法,专利号:ZL201610643522.2,授权日:2017-07-21.
实审阶段的发明专利：
[8] 马昕,张梦华,徐衍亮,宋锐,李贻斌,带注视差异约束的平滑追踪眼动自适应跟踪控制器及方法,申请号:201610181378.5,申请日:2016-03-29
[9] 马昕,张梦华,宋锐,荣学文,田新诚,李贻斌,桥式吊车有限时间轨迹跟踪控制器及其设计方法,申请号:201610873695.3,申请日:2016-10-08
[10] 马昕,张梦华,宋锐,荣学文,田新诚,李贻斌,带有不确定动力学的吊车有限时间轨迹跟踪控制器及方法,申请号:201611160077.0,申请日:2016-12-15
[11] 马昕,张梦华,宋锐,荣学文,田新诚,田国会,李贻斌,桥式吊车系统APD-SMC控制器、桥式吊车系统及控制方法,申请号:201710217452.9,申请日:2017- 04-05
[12] 马昕,张梦华,宋锐,荣学文,田新诚,李贻斌,与模型无关的PD-SMC仿生眼运动控制方法,申请号: 201710338541.9,申请日:2017-05-12
[13] 马昕,张梦华,宋锐,荣学文,田新诚,田国会,李贻斌,桥式吊车系统增强耦合非线性PD型滑模控制器及方法,申请号:201810011221.7,申请日: 2018-01-05
