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文献综述
一、悬臂式起重机简介
悬臂式起重机[1]是利用臂架的边幅(俯仰)绕垂直轴线回转配合升降货物的起重设备。它使用动作灵活，满足装卸要求，其形式有固定式、移动式和浮式三种。固定式悬臂式起重机直接安装在码头或库场的墩座上，只能原地工作，其中有的臂架只能俯仰不能回转，有的既可俯仰又可回转。移动式臂架起重机可沿轨道或住地面上运行，主要行汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机和门座起重机等，其中轮胎起重机和门座起重机在港口用得很普遍。浮式超重机是安装在专用平底船上的悬臂起重机，广泛用于海、河港门的装卸及建港等工作。
起重机的本机由于立柱、回转旋臂及环链电动葫芦等组成。立柱下端固定于混泥土基础上，旋臂回转，可根据用户需求进行回转。回转部分分为手动和电动回转（摆线针轮减速剂安装与上托板或者下托板上带动转管旋臂回转）。环链电动葫芦安装在旋臂轨道上，用于起吊重物。悬臂起重机广泛应用于电站机电安装，以及大型路桥工程中。
二、悬臂式起重机消摆控制的研究意义和现状
悬臂式起重机被广泛地应用于建筑工地和港湾,它们可以应用于像卡车的载物台这样的狭小空间。但是，旋臂的旋转运动会使荷载产生一个二维摆角，操作人员必须具备很高的熟练度来控制起重机使得荷载迅速而准确地到达指定位置。操作上的失误会造成事故，人员伤亡以及破坏周围的环境。因此，关于悬臂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[2]。起重机的防摆方式,经历了依赖司机经验的人工手动方式，机械式，机械电子式，电子式等。目前，起重机防摆系统大都是采用电子式防摆,它己经成为起重机防摆的主要研究方向起重机电子防摆控制系统由传感器，可编程控制器，驱动装置及起重机系统组成。其工作原理是:微机内部控制软件(可编程控制器)对各种传感器和检测元件检测到的信息,如吊具前后摆动的角度和角速度,进行处理后,将最佳的控制参数提供给小车调速系统(驱动装置)来控制小车的运行方向和速度,将吊具及载荷的摆动角度限制到最小,达到防摆和消摆的目的"[3]。
三、悬臂式起重机消摆控制策略
目前，国内外对起重机消摆控制方法进行了十分广泛的研究，起重机的消摆控制策略有很多：
1.基于输入整形的消摆控制策略[4]。它是一种提出较早的开环控制策略，因其整个系统组建简单，所以在成型的消摆控制器产品中得到了广泛的应用。该方法的基本原理是将期望的系统输入与一系列幅值不同、时滞时间不同的脉冲序列进行卷积，得到一个整形后的输入来驱动系统，在合理设计整形器脉冲幅值和时滞的情况下，整形器可有效地抑制系统振动。
2.基于最优控制的消摆控制策略。不同场合、不同环境下对起重机性能的要求不同，如有时需要起重机快速装卸、快速运行；在对快速性要求不是很高的时候，可能对控制精度的要求较高。归结起来这些都是要达到某一方面的最优化，也就是要实现某一既定的性能指标。采用断续控制方法来消除荷重摆振可以做到时间最优，其原理是通过合理选择目标函数，并运用极大值原理求出使目标函数取极小值的控制量，可知该控制量应取输入的边界值才可达到时间最优。然后通过分析系统的相轨迹，制定出2条开关线，在小车起动和制动过程中根据2条开关线合理准确地选取起停时刻，通过对控制量的边界值进行来回切换即可实现。
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