桥式起重机防摇系统控制参数理论分析及实验研究
桥式起重机制动阶段防摇控制方案研究
No. 1Feb.第1期（总第224期）2021年2月机 械 工 程 与 自 动 化MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION 文章编号= 1672-6413（2021）01-0007-03桥式起重机制动阶段防摇控制方案研究**工信部2017年“智能制造综合标准化与新模式应用项目”收稿日期：2020-09-21；修订日期：2021-01-04作者简介：周奇才（1962-）,男，江苏宜兴人，教授，博士，博士生导师，主要研究方向：机械装备故障诊断与预测以及物流装备。
周奇才，张蕴，熊肖磊，赵炯（同济大学机械与能源工程学院，上海201804）摘要：针对由PLC 及变频器驱动的桥机系统加入防摇算法后在制动阶段防摇效果不明显的问题，从制动阶段计算速度曲线出发，分析了反向超调对制动阶段防摇效果的影响，提出了改变控制主导参数、分段减速制动、去除反向超调制动三种方法，在MATLAB 及实际桥机中对三种方法进行了仿真及试验，结果表明去除反向超调制动方法能有效提高桥机在制动阶段的防摇效果。
关键词：桥式起重机；防摇控制系统；制动阶段中图分类号：TP273：TH215 文献标识码：A0引言桥式起重机是物料搬运中使用范围最广、数量最 多的起重机械设备，广泛应用于港口装卸、工业生产及 设备安装等作业场合。
桥式起重机主要结构包括驱动 装置、卷扬装置、吊钩及行走机构等，卷扬装置通过柔 性连接与吊钩相连，行走机构的加、减速过程会导致吊 重摆动，对生产效率影响很大。
目前桥机防摇方法研究主要是基于现代及智能控 制理论展开的，如:Wang X 基于前馈控制设计了零振 动（ZV ）、零振动和微分（ZVD ）、超灵敏（EI ）三种输入 整形控制器⑴；Ermidoro M 提出了用定阶增益调度控 制来减少摆长改变对吊重摆动影响的方法;刘宏博 基于批次控制和模糊控制进行了防摇仿真设计［］； FrikhaS 将神经网络与滑模控制结合设计了神经与补 偿防摇控制器4。
起重机智能防摇控制系统设计及应用研究
—109—《装备维修技术》2021年第13期起重机智能防摇控制系统设计及应用研究杨毅升（惠州隆泰检验检测科技有限公司，广东 惠州 516003）摘 要：随着港口业务在近几年的不断发展，生产领域将起重机作为了搬运无聊最为重要的设备，但是在实际生产阶段，负责操作起重机的相关人员通常会根据自身的经验，来对小车进行控制，以此来使其能够向水平方向移动，进而对吊重进行快速定位，由于无法实现在操作水平的统一，因此，无法对其安全性和生产效率进行有效地控制。
随着工业生产的现代化发展，为了使安全风险和生产效率能够得到降低和提升，因此从安全性和定位方面，不断地对起重机和吊重提出了更高的要求。
同时，为了给港口提供具有节能减排性地使用设备，因此桥式起重机日后，必定会采用智能化的方式来控制系统的摆动，并提升工作效率，国内外也将其作为了目前的研究热点。
关键词：起重机；智能；防摇控制系统；设计；应用研究1 整体设计方案图1 整体设计方案根据相关要求能够得知，在对桥式起重机进行防摇控制的过程中，对速度的调节需要具有平滑性，因此，在调节大车，小车以及升起结构的过程中，都对变频调速法进行了采用。
图一所示的系统为防摇电气控制系统。
1.1保护起升机构1.1.1在上下最大位移处设限位开关，上升或下降的钓钩不能超过最大位移点。
1.1.2将过热保护装置配置到了电机内，当电机温度超过特定值时，其主回路会被切断，并且在检测阶段所采用的传感器为热敏电阻。
1.1.3对超载限制器进行了配置，当起重量比设定的荷载更高时，起升机构就不再继续工作，同时会伴随报警声的发出[1]。
1.2保护大、小车行走的机构1.2.1在大、小车的有限位和预限位分别设置了相应的开关，所采用的限位开关为十字形，轨道中的小车到达端部时，就不再继续运动。
1.2.2在驱动电机中应用了变频器，以此来对其进行电流保护以及过载保护等。
1.3保护电源13.1在整个起重机系统中，对过压保护以及欠压保护等进行了配置。
集装箱桥吊防摇方法与控制措施分析
集装箱桥吊防摇方法与控制措施分析作者：刘建南来源：《科学与技术》2018年第14期摘要：随着当前经济的发展，在大量的运输方式上通过集装箱货物运输已经比较普遍了。
而桥吊作为集装箱海运过程中的重要载体，其工作的安全性与可靠性，对作业效率有很大的影响。
对于集装箱起重机来讲，通过防摇技术的研究，并结合现代的相关原理，来保证灵活性和有效性，使得各个效果的优化，同时结合操作上的相关工作原理，采取控制措施来完善未来的研究和应用。
在进行集装箱桥吊防摇这一课题就行研究时，需要参考以前总结的经验，同时结合其他一些方式方法，以达到防摇效果的优化。
本文主要探讨集装箱桥吊的防摇方法与控制措施分析。
关键词：集装箱；桥吊；防摇方法；防摇措施1.集装箱桥吊的防摇意义集装箱可以提高货物装卸效率，同时避免货物出现损伤以及全天候作业等优点，在当前的物流运输中应用越来越广泛。
而集装箱桥吊作为集装箱装卸的关键设备，就需要具有较高的装卸能力和速度。
在进行货物装卸时，由于较多因素的影响，小车与吊具之间的钢丝绳难以控制，导致吊具来回摆动，吊着的集装箱也会随之摆动，这样就会造成吊具与集装箱之间的对位、集装箱与卡车之间的对位花费较多时间，而且也可能会发生挂舱的分险，降低了作业效率，所以需要在桥吊上安装防摇装置。
安装防摇装置的目的是减少吊具的来回摇摆，以便顺利进行对箱作业。
通过防摇装置的作用，使吊具在2～3个摇摆周期内摆幅降低到50～100 mm 以下或者在规定时间内摆动量降到一定范围内。
防摇效果的检查方法是吊具吊着集装箱随小车一起运行，小车停止运行后，检查测量吊具（集装箱）的摆动周期及摆幅变化情况。
2.当前集装箱桥吊常见防摇方法目前来讲，集装箱桥吊的防摇方法主要有两种，一种是机械式防摇，一种是电子式防摇。
虽然采取的手段不同，但目的是一致的。
（1）机械式防摇。
机械式防摇是最早采用的一种防摇手段，其中又有多种形式。
①可以通过安装减摇驱动机构，如减摇卷筒、减摇钢丝绳、单向轴承、力矩电机、减摇制动器来实现。
桥式起重机防摇控制算法综述
NA V AL ARCHITECTURE AND OCEAN ENGINEERING 船舶与海洋工程2020年第36卷第1期（总第131期）DOI：10.14056/ki.naoe.2020.01.001桥式起重机防摇控制算法综述卢凤娇1，刘海江2，油磊3 ，孙玉国1（1. 上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093；2. 同济大学太仓高新技术研究院，江苏太仓 215400；3. 润邦卡哥特科工业有限公司，上海 200120 ）摘要：结合国内外学者对起重机防摇控制技术的研究，对近年来起重机防摇控制技术的发展情况进行系统总结。
主要介绍常用控制算法的设计原理和简要分析评论，比较不同控制算法的优缺点和适用条件，展望未来桥式起重机防摇控制算法的研究方向，为该领域相关技术的研究提供理论参考，使起重机系统能面对更复杂的工作环境，更好地为工业发展服务。
关键词：桥式起重机；防摇控制；控制算法；数学模型中图分类号：TH215 文献标志码：A 文章编号：2095-4069 (2020) 01-0001-07Review of Anti-Sway Control Algorithms for Bridge CranesLU Fengjiao1, LIU Haijiang2, YOU Lei3, SUN Yuguo1(1. School of Optical-Electrical and Computer Engineering,University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China;2. TongJi-Taicang Institute of High Technology, Taicang 215400, China;3. Rainbow-Cargotec Industries Co., Ltd., Shanghai 200120, China)Abstract: Based on the domestic and foreign researches concerning anti-sway control technologies for cranes, this paper gives a systematic summary on the development of anti-sway control technologies for cranes. The design principles of commonly used control algorithms are introduced along with the brief analysis and comments. The advantages and disadvantages of different control algorithms as well as their applicable conditions are compared and the future research directions of anti-sway control algorithms for bridge cranes are proposed. This provides the theoretical reference for the research in the field, and is helpful for the crane system to face more complex working environment and to serve the industrial development.Key words:bridge crane; anti-sway control; control algorithm; mathematical model0引言桥式起重机广泛应用于港口、建筑等工程领域中，在起吊和运载货物（吊重）过程中，受风载荷和机械惯性等因素的影响，吊重不可避免地会产生摇摆，随着运载速度的提高，吊重的摇摆会愈加明显，严重收稿日期：2019-09-12基金项目：太仓市科技计划项目（TC2017DYDS14）作者简介：卢凤娇，女，硕士研究生（在读），1995年生。
基于自适应方法的桥式吊车的防摇定位控制器的设计
１ 负 载 和 小 车 的连 接 通 过 轻 质 （ 量 可 以忽 略 ） 刚性 （ 可 ） 质 ， 不 伸长 ） 吊绳 连 接 。 负 载重 心 处 于 几 何 中 心位 置 。 ２ 负 载 的 摆 角 和 速 度 是 可 测 的 ， 车 的 位 置 和 速 度 也 是 可 ） 小
测 的。
其 中 ， 、 分 别 是 小 车 和 负 载 的 质 量 ，是 吊 绳 的 长 度 ， 、 ｍｃｍ． ｌ Ｘ ０分 别 表 示 小 车 的 位 置 和 吊 绳 与 竖 直 方 向 的夹 角 。 它们 是 系 统
的变 量 。 Ｍ（ 是 正 定 对 称 矩 阵 。 ｑ） 从 式 （ ） 以推 导 出 ： ２可
方 法 。 该 方法 不 需 要 事 先 知 道 桥 吊 的 精 确 的 数 学 模 型 的 参 数 信
息 ， 有 控 制 器 结 构 简单 ， 制 算 法 计 算 量 小 ， 易实 现 的 特点 。 具 控 容
文 中通 过 仿 真 实验 证 实 了该 方 法 的 有效 性 。
１ 系统 动 态 方 程和 自适 应 控 制 器 的设 计 １１ 系 统 的 动 态方 程 ．
在工程实际中， 桥式 吊车 的系 统 参 数 是 会 发 生 变 化 ， 式 吊车 的 桥 精 确 数 学模 型不 容 易 得 到 。 因此 ， 献 ［ ］ 文 ４ 针对 桥式 吊车 的 防遥
嬲 ５
图 １ 桥 式 吊 车 的 二维 模 型
假 设 动 态 模 型 有 以下 特性 ：
定 位 控 制 问 题 ， 于 李 亚普 诺 夫 函数 提 出 了一 种 非 线 性 控 制 器 ， 基 采 用 改 进 的 滑模 面控 制 方 法 用来 实现 小 车 的 定 位控 制 。 献 ［ ］ 文 ５ 采 用 分 级 滑 模控 制方 法 实 现 了 小 车 的 快 速 定 位 与 负 载 摆 动 的 有 效 抑 制 ， 时也 提 高 了系 统 的鲁 棒 性 。文 献 ［ ］ 用 自适 应 模 糊 同 ６采 控 制 方 法 实 现 了小 车 的快 速 定 位 与 负 载 摆 动 的 有 效 抑 制 ，同 时 也 提 高 了系 统 的 鲁棒 性 。 献 ［ ］ 计 了 一 种 目标 轨 迹 自适 应 控 文 ７设 制 器 ，把 三 维 桥式 吊 车 的系 统 镇 定 问 题 转 化 为 目标 轨 迹 的 跟 踪 控 制 问题 ， 有 良好 的控 制性 能 和 对 不 确定 性 因素 的适 应 性 。 具 类 似 的工 作 还 有 文 献 ［ — ０ ， 些 研 究 工 作 虽 然 都 不 依 赖 于 精 确 ８ １ ］这 的桥 吊数 学 模 型 ， 是 它们 的控 制 器 设 计 和 分析 较 为 复 杂 。 但 本 文 针 对 桥 吊防摇 定 位 控 制 问 题 ，提 出 了 一 种 自适 应 控 制
桥式起重机控制系统研究与设计
桥式起重机控制系统研究与设计摘要：桥式起重机是一种重要的起重设备，广泛应用于工业生产和物流运输领域。
控制系统是桥式起重机的核心部分，对其运行效率和安全性起着至关重要的作用。
然而，目前桥式起重机控制系统存在一系列问题，如控制精度不高、传感器故障频繁、控制系统稳定性差、难以满足复杂工况要求。
本文针对这些问题，提出了一系列优化路径，包括采用先进的控制算法、优化传感器布置方案、提高控制系统稳定性、引入智能化技术解决复杂工况问题，以期为桥式起重机控制系统的研究和设计提供参考和借鉴。
关键词：桥式起重机；控制系统；优化路径；传感器；智能化技术。
引言桥式起重机是一种广泛应用于工业生产和物流运输领域的重型机械设备，其控制系统是保证其正常运行和安全操作的关键。
随着工业自动化水平的不断提高和技术的不断创新，桥式起重机控制系统的研究与设计也越来越受到重视。
该系统主要包括电气控制系统、机械传动系统、液压系统等多个方面，需要综合考虑各种因素，以实现起重机的高效、精准、安全运行。
因此，对桥式起重机控制系统的研究与设计具有重要的现实意义和广泛的应用前景。
1.桥式起重机控制系统概述1.1 桥式起重机的应用桥式起重机是一种常见的重型机械设备，它主要用于工业生产和建筑工程中的货物搬运和起重作业。
桥式起重机的应用广泛，它可以在不同的工作环境下进行操作，例如在码头、工厂、仓库、建筑工地等地方。
桥式起重机的特点是结构牢固，起重能力强，操作简便，能够满足各种不同的起重需求。
此外，桥式起重机还可以根据不同的需要进行定制，例如可以根据货物的重量、形状、大小等特点进行设计，以便更好地满足客户的要求。
1.2 桥式起重机控制系统的基本原理桥式起重机控制系统是由电气控制系统和机械传动系统组成的。
电气控制系统包括主控制柜、分控制柜、控制按钮、行车限位器、重载保护器等，机械传动系统包括电动机、减速机、齿轮、制动器等。
桥式起重机控制系统的基本原理是通过电气信号控制机械传动系统的运动，实现起重机的各项功能，包括起升、行驶、转弯、停止等。
起重机防摇技术研究
起重机防摇技术研究一、前言吊具的摇摆问题，一直是令起重行业设计和调试人员头痛的一个问题。
起重机在装卸货物时，由于其速度的变化以及外界干扰因素的影响，使吊具前后、左右的来回摆动，在影响生产效率的同时造成一定的安全隐患，最终造成严重的经济损失。
因此，研究一套起重机的吊具防摇系统，实现稳定吊具、平稳操作成为起重机制造商和研究机构一直关注的问题。
一个好的防摇系统能起良好的减摇效果，大大提高了劳动生产率。
近年来, 考虑到现代起重机增加吊重防摇控制系统的必要性，对防摇控制方法的理论研究较多,但这些理论方法只要以理论研究和仿真为主导，与实际可行的物理实现还存在一定距离，很多方面的应用还不是很理想。
二、机械式防摇技术机械式防摇技术通过在小车架下安装防摇装置，包括减摇钢丝绳、卷筒和力矩限制器传动链及带单向轴承的卷筒和制动器，通过机械手段消耗摆动的能量以实现最终消除摇摆的目的，从而提高起重机的工作效率。
要控制吊具的摇摆，首先就必须采用合理的钢丝绳缠绕方式，使车架上起升滑轮与吊具上牵引滑轮在同一平面内偏离成一定角度;利用单向轴承控制卷筒的旋转方向，通过实现放绳方向与传动轴相互锁合，保证卷筒只能向钢丝绳收绳方向旋转;在其重机作业过程中，通过对力矩限制器加以持续通电，始终给减摇钢丝绳一个张力，将其卷起，避免减摇钢丝绳的处于松散状态。
当出现吊具摇摆情况时，通过设定弹簧力来调整制动器给减摇钢丝绳的张力，从而保证在不同情况下阻止吊具的摇摆，起到减摇效果。
吊具在下降过程中，制动器打开，单向轴承的内外圈相互锁住，由于吊具重力使每个力矩限制器受到一个反向力，该力就作为减摇钢丝绳张紧力对减摇产生一定作用;当吊具上升时，减摇钢丝绳上少了吊具自重而引起的张紧力，此时减摇钢丝绳被力矩限制器带动卷筒不断卷起，一定程度上减少了吊具的摇摆;另外，单向轴承的内外相互分离，旋转力没有作用在轴上，轴处于制动状态，制动器由于被锁住而不起作用，因此制动器就会对吊具摇摆产生一定的阻尼作用;当吊具停止升降时，单向轴承的内外圈相互离合，轴处于制动状态，制动器被锁住，从而减少吊具的摇摆。
桥式起重机定位和防摆控制分析
161中国设备工程Engineer ing hina C P lant中国设备工程 2020.03 （下）1 桥式起重机的数学模型利用拉格朗日力学的理论，从分析受力的角度入手，可对系统进行具体的分析：（1）式中，M 与m 分别指小车、负载的质量，x M 为小车位置移动的距离，θ为悬挂绳子的摆动角度，l 为悬挂绳子的长度，J1为小车的等效转动惯量，J 2为负载的等效转动惯量，T 1为小车的电机输出转矩，T 2为负载的电机输出转矩，g 为重力加速度，r 1与r 2分别为效率相等的小车与负载的电机滚轴的半径。
为方便对系统模型进行研究，本文在对系统模型进行简化的同时，不对负载的提升进行考虑，即悬绳的长度一定。
简化过后的系统模型为：（2）将利用电机驱动小车，使小车带动负载抵达计划抵达位置定为该系统的控制目标，并确保定位的精确和负载未发生摆动现象。
即确保小车是按照速度参考曲线的规律安全抵达计划抵达位置，并且在抵达计划抵达位置时，悬绳的摆动角度与摆动角度的速度为0。
2 控制系统的结构以检验该控制系统的控制性能为目标，笔者会先对控制桥式起重机线性二次型的最佳方法，即LQR 控制方法进行提出，然后，再详细阐述模糊控制系统的具体结构。
这样一来，两种控制方法的系统结构都能够被完整地展现，从而更易形成有关两种控制系统的比较对比，帮助选出更适合桥式控制起重机的定位和防摆的方法。
2.1 控制桥式起重机线性二次型的最佳方法（LQR）在对模型理想进行假设的基础上，进行控制桥式起重机线性二次型的方法的设计，可以得出LQR 这一控制方法，而这一方法所能带来的控制性的发挥，主要依赖于数学模型的精确程度。
LQR 方法可在式2的基础上推算得出。
桥式起重机定位和防摆控制分析曾军（成都市特种设备检验院，四川 成都 610000）摘要：利用控制器控制起重机模型的位置和摆动情况的这一方法，是在考虑到起重机模型的不确定性等特征的基础上提出的，具有较强的可行性。
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ANALYSIS RESEARCH 分析研究分析其应力及变形的变化与原因，并有针对性地提出了优化方案，使结构更加稳定、可靠，得出结论如下：1)对于卸料装置的主体结构，最大应力位置往往是由于上侧滚筒传递的胶带最大张力引起的，主腹杆为方形结构伸出上层平台的形式，稳定性较差，容易发生扭转，产生最大应力点，可适当加强该部分结构。
2) 悬臂结构的尾部位置变形较大，易产生最大变形量，应多加注意并适当进行结构的处理。
3) 对卸料装置的主体结构进行了优化设计，使结构最大应力降低21.03%，结构最大变形量降低21.39%，有效提高了结构的稳定性和可靠性。
参考文献[1] 陈文琛，宋远卓，金龙，等.基于ANSYS和iSIGHT的伸缩布料机多目标优化设计[J].水力发电，2014（3）： 43-46.[2] GB 50007-2003 钢结构设计规范[S]北京:中国建筑工业出版社，2003.[3] 王浩，刘红卫，程佳.门式刮板取料机门架结构有限元分析[J]. 工艺与装备，2016（4）：83，84.作者：冯松涛电子邮箱：nhi_feng@收稿日期：2017-03-15桥式起重机防摇系统控制参数理论分析及实验研究赵 炯 唐超隽 周奇才 熊肖磊 王 璐同济大学 上海 201804摘 要：提出一组起重机吊钩防摇效果界定指标，分析一种应用于桥式起重机的防摇系统主导控制参数对防摇效果的影响及其设计方法，归纳了该防摇控制方法涉及的核心主导参数，并从理论上分析了各参数的确定方法和取值范围。
最后在桥式起重机样机上进行实验，结合文中提出的防摇效果界定指标，定量地描述了各参数的取值对防摇效果的影响。
实验结果与理论分析结论基本一致，验证了控制参数理论设计方法的正确性。
Abstract: The paper proposes a set of indicators of anti-swing effect for crane hook, analyzes the influence of dominant control parameters of the anti-swing system for bridge crane use on the anti-swing effect and its design method, sums up the core dominant parameters related to the anti-swing control method, and analyzes theoretically the method of determining parameters and value range. The final part is experiment on the prototype bridge crane and quantitative description of the influence of parameter value on anti-swing effect on the basis of the said indicators of anti-swing effect. The experimental results are in good agreement with the conclusions from theoretical analysis, thus proving that the theoretical design method of control parameters is correct.关键词：桥式起重机；防摇效果界定指标；定速防摇；控制参数分析；主导参数取值Keywords: bridge crane; indicator of anti-swing effect; constant speed anti-swing; control parameter analysis; dominant parameter value中图分类号：TH215 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2017）11-0114-060 引言桥式起重机（以下简称桥机）是现代化工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具和设备，广泛应用于室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所。
桥机的大、小车高速运行时会导致吊钩及吊重产生较大摇晃，造成安全隐患，且难以对货物精确定位，进而影响作业效率。
因此，通过一定手段抑制吊钩在大、小车运动中的摆动十分有ANALYSIS RESEARCH分析研究必要。
现有的桥机防摇控制策略大多基于定位控制[1-3]，并不适用于人工操作模式。
同济大学及北京起重运输机械设计研究院的学者提出了一种适用于人工操作的桥机的定速防摇控制方法，并进行了仿真及模型试验[4，5]。
但所涉及的防摇控制方法中对控制性能起主导作用的配置参数并未给出确定方法，且在实际应用中，由于受诸多现实条件限制（如变频器有一定的频率变化率上限、单向操作运行机构运行时不应出现反向调速等），为了获取更好的系统性能，应讨论更合理的参数设计方法，分析主导参数对防摇效果的影响。
事实上，目前业内缺少公认的防摇效果界定标准，难以对不同控制策略防摇效果进行定量描述和对比。
因此，本文首先提出了起重机吊钩防摇效果界定指标，以便于定量描述和对比防摇控制效果。
随后，针对文献［5］提出的一种定速防摇控制方法及系统，归纳了控制系统的核心主导参数，从理论上讨论了它们对防摇效果的影响作用，并总结了主导参数确定方法。
最后在样机上进行实验，基于提出的防摇效果界定指标量化了各主导参数对实际防摇效果的影响，得出相应的结论。
1 防摇控制效果界定指标由于文中所述为适用于人工操作的桥机防摇控制系统的主导参数设计方法，故只针对人工操作模式下提出桥机防摇控制效果界定指标。
在起重运输领域，往往期望在货物运行过程中及最终定位时都能够实现良好的防摇效果，以保证作业安全并提高工作效率。
此外，引入防摇控制后，起重机应保持原有性能，不应在运行过程中产生较大的冲击、振动及噪声等。
综合上述要求，防摇控制方法及系统的防摇效果可以通过三方面描述：有效性、快速性及平稳性。
1.1 防摇控制效果测试实验要求研究表明[6]，起重机吊钩及载荷产生的摆动大小主要与起重机本身的运行速度和加速度、起升高度等因素有关。
一般而言，不同起重机的运行机构最高速度、常用的工作起升高度都不同。
为了使防摇效果指标更通用、更具一般性，进行防摇效果测试实验时满足以下要求：1）实验时应保证吊钩及吊重重心至悬挂点距离为l ＝10 m左右；2）大、小车应以最高速度起停。
1.2 防摇控制策略有效性指标一般通过引入防摇控制实现吊钩减摆的目的在于提高作业安全性以及实现快速对位。
防摇控制的有效性可以用运行中及制动后的吊钩最大摆角体现。
考虑到现场难以检测吊钩实际摆角，可检测对应摆幅代替。
定义有效性指标E用来综合描述起重机运行过程中及到位停止后的防摇效果，即1122e a e aEd+=（1）式中：e1a1/d、e2a2/d为运行阶段及停止后的防摇效果；e1、e2为权值，用以表示对运行过程及停止后的防摇效果的重视程度，取值为[0，1]，且e1+e2＝1，若只关注货物到位停止后的防摇效果而不在意运行过程中的摆幅，则可取e1＝0，e2＝1；a1和a2分别为运行中及制动后的载荷最大摆幅，在实验中用以一定的方法测量，d为极限可接受偏摆幅度，用以将E转化为无量纲量。
l＝10 m时一般可取d＝100 mm，E≤1时，可认为控制策略防摇效果达标，E越小则防摇直观效果越显著。
1.3 防摇控制策略快速性指标防摇控制的引入必然导致运行机构运行时间延长。
加入防摇控制后对原先控制的延时越短，防摇控制策略的快速性越好。
可用引入防摇控制后的延时百分比表征防摇控制策略的快速性。
定义快速性指标R用来描述起重机引入防摇控制后的快速性，即s nnt tRt−=（2）式中：t n为不采用防摇控制，大、小车最快加速到最大速度耗时；t s为采用防摇控制，大、小车最快加速到最大速度耗时。
快速性指标R达标标准在不同应用场合下不同。
一般可允许引入防摇控制后延时50%，即R≤0.5时控制策略快速性达标，R越小则防摇控制越迅速。
1.4 防摇控制策略平稳性指标防摇控制的引入可能会导致运行机构速度和加速度脉动变化，产生机械冲击和噪声，严重影响机械设备性能，司机室内的操作员的体感也会大打折扣。
一方面，ANALYSIS RESEARCH分析研究运行机构的最大加速度与机械冲击有直接联系；另一方面，速度变化曲线相邻波峰波谷相差量产生的不和谐振动会影响机械设备寿命及操作员体感，后者可用速度最大超调量表征。
定义平稳性指标S 用来描述起重机引入防摇控制后的平稳性，即1p 011SM .αα+ （3）式中：α0、α1为无、有防摇控制情况下起重机运行过程中的最大加速度；M p 为运行机构速度最大超调。
一般允许α1≤1.1α0，M p ≤0.2，即S ≤1.2时控制策略平稳性达标，则R 越小运行机构运行越平稳，防摇控制的引入对机械设备造成的负面影响越小。
2 控制参数分析及其确定方法2.1 控制系统主导参数归纳文献5利用极点配置法设计状态反馈实现运行机构速度及吊钩摆角闭环控制，状态反馈矩阵K 由式（4）确定，即()()()()123s s s s µµµ−=−−−-I A BK （4）式中：I 为三阶单位矩阵；矩阵A 、B 分别为加入积分环节后的系统矩阵和输入矩阵；μ1、μ2、μ3为三阶系统闭环期望极点。
可将三阶系统视作1个二阶系统和1个一阶系统串联组成，并假设分别对应的极点为μ1、μ2、μ3，且12n µζωω=−±, （5）3n n µζω=− （6）式中：j 为虚数符号，ωn 、ζ为期望极点的无阻尼自然频率和阻尼比，n 为第三极点实部与共轭极点实部比值，简称为三极点实部倍数。
可见，就防摇控制策略设计角度而言，与定速防摇控制目标相关、主导系统控制性能的参数为闭环系统期望极点的无阻尼自然频率ωn 、阻尼比ζ、三极点实部倍数n 。
2.2 主导参数对防摇控制效果的影响及其确定方法一般进行极点配置时，系统的极点μ3配置在s 平面左半平面离二阶系统一对共轭极点较远的实轴上（n ≥5），则一阶系统的延时作用很小，可以忽略，二阶系统的2个极点μ1、μ2为闭环主导极点，对系统的瞬态响应特征起主导作用，即运行机构速度和吊钩防摇控制效果主要取决于期望极点的无阻尼自然频率和阻尼比。
而在实际应用中，变频器最高频率、频率加速时间都有一定限制。