PID文献综述
PID整定综述
PID控制器参数整定综述PID调节器从问世至今已历经了半个多世纪，在这几十年中，人们为它的发展和推广作出了巨大的努力，使之成为工业过程控制中主要的和可靠的技术工具。
即使在微处理技术迅速发展的今天，过程控制中大部分控制规律都未能离开PID，这充分说明PID控制仍具有很强的生命力。
PID控制中一个至关重要的问题，就是控制器三参数(比例系数、积分时间、微分时间)的整定。
整定的好坏不但会影响到控制质量，而且还会影响到控制器的鲁棒性。
此外，现代工业控制系统中存在着名目繁多的不确定性，这些不确定性能造成模型参数变化甚至模型结构突变，使得原参数无法保证系统继续良好的工作，这时就要求整定PID控制器的参数，这是自从使用PID控制以来人们始终关注的重要问题之一。
参数整定的方法很多，下面介绍几种工程上常用的方法。
1、临界比例度法这是目前使用较广的一种方法，它是先通过试验得到临界比例度PB 和临界周期Tk ,然后根据经验公式求出控制器各参数值。
具体做法如下：1）被控系统稳定后,把控制器的积分时间放到最大，微分时间放到零（相当于切除了积分和微分作用，只使用比例作用）。
2）通过外界干扰或使控制器设定值作一阶跃变化，观察由此而引起的测量值振荡。
3）从大到小逐步把控制器的比例度减小，看测量值振荡的变化是发散的还是衰减的，如是衰减的则应把比例度继续减小；如是发散的则应把比例度放大。
4）连续重复2）、3）步骤,直至测量值按恒定幅度和周期发生振荡，即持续4～5 次等幅振荡为止。
此时的比例度示值就是临界比例度PB。
5）从振荡波形图来看，来回振荡1 次的时间就是临界周期Tk，即从振荡波的第一个波的顶点到第二个波的顶点的时间。
如果有条件用记录仪，就比较好观察了,即可看振荡波幅值，还可看测量值输出曲线的峰———峰距离,把该测量值除以记录纸的走纸速度，就可计算出临界周期Tk ；如果是DCS 控制，在趋势记录曲线中可直接得出Tk（如图1）。
得到了临界比例度PB 和临界周期Tk 后，就可根据表1 中的经验公式求出控制器的P、时间Ti、Td 参数值了。
数字PID 文献综述
c数字PID控制摘要：文章首先介绍了PID 控制的原理，在这基础上,对数字PID控制算法进行了分析和研究,得出了位置式P ID和增量式P ID两种控制算法的优缺点，还讨论了对数字PID控制算法该如何改进，及其介绍了它在以8098单片机为主控制器的数字PID控制系统的应用实例。
关键词：PID；控制；原理；PID算法1 引言数字 PID控制系统是时间的离散系统,计算机对生产过程的控制是断续的过程。
即在每一个采样周期内,传感器将所测数据转换成统一的标准信号后输入给调节器,在调节器中与设定值进行比较得出偏差值,经 PID运算得出本次的控制量,输出到执行器后才完成了本次的调节任务。
在PID调节中,由于 PID算式选择的不同会得到不同的控制效果,特别是当算法中某些参数选择的不妥时,会引起控制系统的超调或振荡,这对某些生产过程是十分有害的。
为了避免这种有害现象的发生,分析和研究 PID算法,确定合理的 PID参数是必要的，同时对 PID控制技术的广泛应用具有重要的意义。
[1]2 PID控制原理PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。
[2]比例（P）调节作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。
积分（I）调节作用：是使系统消除稳态误差，提高无差度。
积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强。
微分（D）调节作用：能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。
[3]3 数字PID控制算法数字PID控制（Digital Proportional-Integral-Derivative controller）[4]是连续系统控制中广泛应用的一种控制方法。
数字PID控制算法通常分为增量式PID控制算法和位置式PID控制算法（positional PID control calculation）[5]。
基于单片机的PID温度控制器研究【文献综述】
毕业设计文献综述电气工程与自动化基于单片机的PID温度控制器研究摘要：在现代工业生产的许多环节中，温度是非常重要的一个指标。
随着控制理论和电子技术的发展，温度控制器的适应能力增强和高智能化正逐步成为现实。
其中以单片机为核心的数字控制器以其体积小、成本低、功能强而得到广泛应用。
本文主要研究在过程控制中得到广泛应用的PID控制在单片机温度控制系统中的作用。
该温度控制系统是一个典型的闭环反馈调节系统，采用一种新型的数字温度传感器（DS18B20），不需复杂的信号处理电路和A／D转换电路就能直接与单片机完成数据采集和处理，并将所得的温度值与设定温度值相比较得到偏差。
通过对偏差信号的处理获得控制信号，采用PWM调节加热器的通断，从而实现对电热壶水温度的显示和控制。
本文主要介绍了电热壶水温控制系统的工作原理和设计方法，论文主要由三部分构成。
①系统整体方案设计。
②硬件设计，主要包括温度检测电路、显示电路、键盘输入电路和控制电路等。
③系统软件设计，软件的设计采用模块化设计，主要包括温度采集模块、显示模块、键盘模块、控制模块和报警模块。
关键词：单片机；温度传感器；PID控制1.课题研究的目的及意义在现代工业生产中，电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
温度作为一个基本物理量，与人们的生产生活密切相关。
在工业生产过程中，温度作为一种常用的被控参数，在许多生产过程中都需要我们对温度参数进行检测控制。
例如：在化工生产、电力工程、冶金工业、造纸行业、食品加工和机械制造等领域中，人们都需要对各类加热炉、反应炉、热处理炉和锅炉中的温度进行检测控制。
通常的温度控制都采用偏差控制法。
偏差控制的原理是求出实测值对所需值的偏差量，然后通过对偏差量处理获得控制信号去调节加热器的功率，以实现对温度的控制。
通常，对偏差进行比例、积分和微分控制称为PID控制，是一种应用较为广泛的控制形式。
本课题是结合生产实际的科研工作，以单片机为核心，运用PID算法对温度进行控制，以达到较好的控制效果。
基于Fuzzy推理的PID控制器设计【文献综述】
文献综述电气工程及其自动化基于Fuzzy推理的PID控制器设计前言偏差的比例（proportional）、积分（Integral）和微分（Derivative）的综合控制，简称PID 控【1】。
PID 控制器本身是一种基于对“过去”、“现在”和“未来”信息估计的简单但却有效的控制算法。
由于其算法简单、鲁棒性能好、可靠性高等优点，PID 控制策略被广泛应用于工业过程控制【3】。
模糊控制一直是智能控制研究的热点，其应用水平代表着产品智能化水平，模糊控制以其控制简单、实现成本低廉、无需建立数学模型等独到的优点被广泛应用于家电等控制中，尤其是在时变、非线性的液压控制系统中得到广泛的应用。
如果将两者结合，利用模糊规则调整PID 参数的大小，可满足实时控制的要求，使其对输出转速控制达到理想的效【4】。
主题一：模糊控制的发展1965年扎德在《信息与控制》杂志上先后发表了"模糊集"(Fuzzy Sets)和"模糊集与子系统"(Fuzzy Sets & Systems)，产生了模糊集合论，奠定了模糊集理论和应用研究的基础。
但"模糊"一词却在美国科技界遭到怀疑和反对，为此而影响了模糊逻辑在美国的研究和应用推广。
1968年扎德首次公开发表其"模糊算法"。
1973年发表了语言与模糊逻辑相结合的系统建立方法。
1974年伦敦大学Mamdani博士首次尝试利用模糊逻辑，成功地开发了世界上第一台模糊控制的蒸气引擎。
1965～1974年是模糊控制发展的第一阶段，即模糊数学发展与成形阶段。
其间于1972年，日本模糊系统研究基金会建立，后来成为国际模糊系统协会(IFSA)的日本办事处。
第二阶段大约从1974～1979年，这是产生简单模糊控制器的阶段。
在这期间，美国加州一公司率先生产了世上第一只模糊逻辑芯片。
1980年丹麦的斯密司公司首次应用芯片在水泥烘干机中成功地实现了模糊逻辑控制，但其自适应能力和鲁棒性有限，稳态精度也不够理想。
智能PID控制综述简版
智能PID控制综述智能PID控制综述引言PID（Proportional-Integral-Derivative）控制是工业领域中最常用的控制算法之一。
它通过测量系统的误差（偏差）、积分误差和误差变化率，并通过调整控制信号来稳定系统。
然而，传统的PID控制算法在面对复杂系统、非线性系统或时间变化较大的系统时可能表现不佳。
为了解决这些问题，研究人员开发了智能PID控制算法，以提高控制系统的性能与稳定性。
智能PID控制算法智能PID控制算法是一种利用智能技术来改进传统PID控制算法的方法。
它主要包括模糊PID控制、神经网络PID控制和遗传算法PID控制等。
模糊PID控制模糊PID控制是一种基于模糊逻辑的控制方法。
它通过将PID 控制器的参数转化为模糊变量，并根据系统的误差和误差变化率来确定输出。
相比传统的PID控制，模糊PID控制在系统非线性程度较高时表现更好，具有较强的鲁棒性。
神经网络PID控制神经网络PID控制是一种利用神经网络模型来优化PID控制器参数的方法。
通过训练神经网络模型，可以实现对PID控制器输出进行非线性映射，从而提高控制系统的性能。
神经网络PID控制在处理非线性系统和大规模系统时表现出色。
遗传算法PID控制遗传算法PID控制是一种利用遗传算法来求解PID控制器参数的方法。
通过定义适应度函数，并利用遗传算法的运算过程进行迭代优化，可以找到适合当前系统的最优PID参数。
遗传算法PID控制在处理具有多个变量和复杂约束条件的控制问题时具有较好的适应性。
智能PID控制在实际应用中的优势智能PID控制算法相较于传统PID控制算法，在实际应用中具有以下优势：1. 提高控制系统的鲁棒性：智能PID控制算法对于系统非线性程度较高或者存在参数变化的情况下，具有较好的鲁棒性。
2. 提高控制系统的性能：智能PID控制算法通过优化PID控制器参数，可以进一步提高控制系统的性能指标，如响应速度、稳定性和鲁棒性等。
智能PID控制综述
智能PID控制综述密封线智能PID控制综述摘要传统的PID控制应用于复杂的实际系统时存在一定的局限性，因而智能PID控制器是当今研究的热点。
融合了先进智能控制思想和传统PID构成的智能PID控制器则具有更加良好的特性。
文中对几种常见的智能PID控制器,包括模糊PID、神经网络PID、专家PID控制器及基于遗传算法的PID控制器等进行了综述。
关键词 PID控制器智能控制智能PID一、引言PID控制[1-10,51-52]作为经典控制算法中的典型代表，是一种传统的控制方式。
1922年 N.Minorsky 提出PID控制方法，1942年美国Taylor仪器公司的J.g.ziegler和 N.B.Nichols提出PID参数[1]的最佳调整法至今，其在工业控制中的应用已十分广泛[2-4]。
PID控制具有结构简单、参数物理意义明确和鲁棒性强等特点。
PID控制器[5-9]对系统给定值()r t同系统输出值()y t的偏差()e t分别进行比例、积分、微分运算，并由此得到其输出值()u t，计算公式为：密 封 线0()()()()()t P L D de t u t K e t K e t d t K dt =++⎰式中P K 为比例系数;LK 为积分系数；D K 为微分系数。
P K 、L K 、DK 可对系统的稳定性、稳态精度、响应速度和超调量等性能产生影响，它们的作用分别为：(1)比例系数PK 可以加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。
系统的响应速度和调节精度同PK 呈正相关，但P K 过大则会产生超调，使系统不稳定，PK 过小则会使响应速度变慢，使系统静、动态特性变坏。
(2)积分作用系数L K 可以消除系统的稳态误差。
L K 越大，系统静差就会越快消除。
但LK 过大会在响应过程产生较大超调，产生积分饱和现象。
LK 过小则会使系统稳态误差不易消除，影响调节精度。
(3)微分作用系数D K 可以改善系统的动态性能。
基于单片机的模糊PID温度控制系统设计-文献综述
文献综述温度控制在热处理工艺过程中,是一个非常重要的环节。
控制精度直接影响着产品质量的好坏。
实验室人员根据材料的烧成制度来调节电炉的输出电压以实现对电炉的温度控制。
一般的有两种方法:第一种就是手动调压法,第二种控制方法在主回路中采取双向可控硅装置,并结合一些简单的仪表,使得保温阶段能够自动,但这两种方法的升温过程都是依赖于试验者的调节,并不能精确的按照给定的升降温速度来调节。
本文提出的以参数自整定PID 控制为基础的温控系统简单、可靠,大大提高了控制质量及自动化水平,具有良好的经济效益。
电炉是热处理生产中应用最广的加热设备，通过布置在炉内的电热元件将电能转化为热能,借助辐射与对流的传热方式加热工件。
通常可用以下模型定性描述()02τ-=+t KV X dtdX T 式中 X ——电炉内温升（指炉内温度与室温温差)K ——放大系数t ——加热时间T ——时间系数V ——控制电压τ0——纯滞后时间但在实际热力过程中，由于被加热金属的导热率、装入量以及加热温度等因素的不同，直接影响着 K 、T 、τ0等参数的变化，因此电炉本身具有很大的不确定性。
温度控制在热处理工艺过程中,是一个非常重要的环节。
控制精度直接影响着产品质量的好坏。
根据不同的目的，将材料及其制件加热到适宜的温度。
在工业生产过程中，电炉随着负荷变化或干扰因素的影响，其对象特性或结构发生改变。
电炉温控具有升温单向性、大时滞和时变的特点，如升温靠电阻丝加热，降温依靠自然冷却，温度超调后调整慢，因此用传统的控制方法难以得到更好的控制效果。
另外对于 PID 控制，若条件稍有变化，则控制参数也需调整。
自适应控制运用现代控制理论在线辨识对象特征参数，实时改变其控制策略，使控制系统指标保持在最佳范围内。
但由于操作者经验不易精确描述，控制过程中各种信号量以及评价指标不易定量表示，而模糊理论正是解决这一问题的有效途径。
人们运用模糊数学的基本理论和方法，把规则的条件操作用模糊集表示并把这些模糊控制规则及有关信息(如评价指标、初始 PID 参数等)作为知识存入计算机知识库中，然后计算机根据控制系统的实际响应情况运用模糊推理，实现自动对 PID 参数的最佳调整。
PID数字励磁电压调节器设计【文献综述】
毕业设计文献综述电气工程及其自动化PID数字励磁电压调节器设计一、前言励磁系统是有励磁功率单元和励磁调节器构成，其中励磁调节器是励磁系统的重要组成部分。
它可以根据发电机的运行状态，自动调节励磁功率单元输出的励磁电流大小，从而满足发电机的运行要求。
在这里，励磁调节器可以概括为两大作用：在稳态运行时，它能够保持发电机在运行中电压稳定，同时在并行运行中，能够调节无功功率的分配，提高静态稳定极限，抑制自励磁，增加充电线路允许长度；在暂态过程中，能够抑制切断负荷时电压的升高和提高暂态的稳定性【4】。
在起初的励磁系统中，利用直流发电机做为励磁功率单位，形成直流励磁机励磁方式。
之后随着大功率半导体元件的广泛采用，以半导体整流器为励磁功率单元的励磁方式得到了广泛的应用，同时出现了交流励磁方式和静态励磁方式。
尤其是静态励磁方式，其励磁电源取自发电机本身，用励磁变压器做为整流器装置，整个励磁装置没有转动部分，实现了全静态励磁系统【7】。
近年来，伴随着数字控制技术、计算机技术和现代控制理论日益成熟，微型计算机应用于励磁系统的发展趋势逐日加快，数字励磁控制系统逐步取代了以晶体管或集成电路构成的传统的模拟式励磁控制系统。
数字励磁调节器（或微机励磁调节器）不仅能实现模拟励磁调节器的全部调节控制功能，而且还具有其所不具备的多种控制功能，它与模拟控制系统的区别主要是微机处理控制过程呈数字代码形式，控制算法由微处理器通过程序实现。
近年来，各种基于微处理器的数字励磁调节器以其硬件结构简单、清晰、设备通用性好、标准化程度高、软件灵活、能够可靠实现多种功能和满足各种控制规律的要求，在电力系统中得到广泛应用。
比如模糊控制，这种控制方法做为智能控制的一个重要分支，在控制领域获得了广泛应用，它不需要精确的控制对象数学模型，可使用自然语言方法控制方法易于掌握，具备良好的鲁棒性，能够大范围的适应参数变化，与常规PID控制相比，具有优良的动态响应。
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一种龙门吊车重物防摆鲁棒PID控制系统设计文献综述吊车作为一种搬运工具，在工业生产中发挥着重要的作用。
但是，由于吊车自身结构的原因，使得货物在吊运过程中不可避免会产生摆动，从而影响吊运效率的提高；如何有效地消除货物在吊运过程中的摆动以提高吊车的工作效率是长期以来国内外控制领域研究的一个典型问题。
而吊车作为一种典型的多变量、强耦合的非线性系统，存在着模型复杂、难于控制等特点，且国内的防摆控制研究中，由于缺少合适的实验平台，众多的研究只能局限于计算机软件仿真而无法通过实验来验证。
一、课题研究的背景吊车，又名起重机，作为一种运载工具，广泛地适用于现代工厂、安装工地和集装箱货场以及室内外仓库的装卸和运输作业。
它在离地面很高的轨道上运行，占地面积小，省时省工省力，是工厂、仓库、码头必不可少的装卸搬运工具。
吊车是利用连接在活动架上的缆绳来提升和移动重物的。
用绳索一类的柔体代替钢体工作，使得吊车结构轻便，工作效率高。
但是，采用柔体吊运也带来一些负面影响，在起重机的工作过程中，由于吊绳的柔性连接，使起重机在起升、变幅和回转的过程中，不同程度地引起所吊重物的周期性摆动。
吊物的摆动是影响吊车装卸效率的主要原因。
长期以来，如何有效地消除重物在吊运过程中的摆动以提高吊车的工作效率,一直是困扰起重机快速吊运的一个难题。
还有一些特殊的工作场合，对吊车运行过程中的摆动有着更为严格的生产要求。
如在港口和仓库，常常需要在船舱与码头，仓库与汽车之间堆放集装箱，由于集装箱质量很大，稍有不慎，造成集装箱与汽车或船舱相碰，都有可能造成集装箱解体以及汽车或船舱的损坏，因此需要集装箱就位准确无摆动。
但是由于吊车的吊具与小车柔性连接的原因，会造成集装箱的摆动。
为了避免碰撞和落点修正再作业，就要减小摆动，一般先得减慢吊车的运动速度或等待集装箱的摆动自然衰减完全结束后，才能是集装箱就位。
这种消极的减小摆动的方法是以降低工作效率为代价的。
在冶金浇铸车间，将盛着金属溶液的吊车运抵浇铸口上方进行浇铸，这一过程要求吊车的动作快速准确。
但是由于吊车行走时摆动原因，将会造成金属溶液过早冷却，降低产品质量和生产效率，或者导致金属溶液溅到浇铸口外，引发生产事故。
研究吊车、集装箱起重机等一类运用柔性绳索吊运重物时如何消除摆动的问题，将对提高货物调运效率，缩短工业产品的生产周期，提高质量具有深远的意义。
本课题的立题就是以此为背景，研究吊车柔性绳索吊运的防摆控制技术。
二、国内外研究现状（1）国内防摆控制的研究现状与国外相比，在吊车防摆控制这一问题的研究上，国内的差距还是较大的，虽然从时间上看，国内研究吊车防摆控制也比较早，但在研究内容的深度、规模上，则远远不如国外学者。
国内较早从事吊车防摆控制研究的学者是哈尔滨工程大学华克强等人]3,2,1[，在文献[1]和[2]中，作者针对桥式吊车，给出了吊车系统精确数学模型，根据此模型，设计了最优控制器、自适应控制器、模糊控制器，并对三种控制器进行了比较分析。
在文献[3]中，作者设计了模糊防摆控制器，分别对定位和摆动进行模糊控制，最后采用查询表的方式，在以单片机为控制器的实验装置上进行了实验验证。
华克强等人的研究比较深入，其理论成果不仅有仿真验证，而且还在吊车的物理模型上进行了实验验证。
山东建筑工程学院的李伟等人]7.6.5.4[在吊车防摆控制领域也有一定的研究。
李伟等人是国内从事防摆研究发表文章较多的学者，近年来，他们发表了多篇文章，分别在吊车的模型、控制方法等方面进行了研究。
在文献[4]中，针对天车抓斗的摆动问题，应用最优控制理论，提出了点动消摆、全程防摆等控制策略。
文献[5]中建立了吊车系统摆振数学模型，文献[6]中对于采用断续控制的吊乍，提出了基于时间最优的消除载荷摆动的两拍消摆策略。
文献[7]中作者采用极点配置技术，以积分二次型性能指标提出最有效消摆策略，同时实现消摆、提高运行速度两个目标。
山东大学的邹军、陈志坚]9,8[，在文献[8]中建立桥式吊车的数学模型，并依据此模型，应用最优控制理论，提出了桥式吊车水平运动规律，并对抓斗进行了防摆控制研究。
在文献[9]中，作者根据文献[8]中提出的桥式吊车水平运行规律和抓斗摆动规律，提出了一种抓斗防摆的方法，该方法通过控制桥式吊车行走的时间顺序实现其停车与抓斗消摆的同步控制。
近年来，随着控制理论的发展，一些新的控制方法也应用到了起重机的防摆控制研究中。
上海交通大学的梁春燕等人将一种能抑制系统残留震荡的时滞滤波技术应用到防摆控制中；北方工业大学的薛朵和武汉理工大学的周勇也都各自设计了更加实用的模糊控制器；中国科学院自动化研究所的刘殿通等人提出了一种分段切换因子的模糊控制器，并采用遗传算法进行参数调整。
国内的研究步入了开始应用智能控制理论和新的控制方法的新阶段。
（2）国外防摆控制的研究现状国外对于吊车的防摆问题研究比较早，在 70年代就有人提出吊车防摆的问题。
在吊车防摆控制技术的研究上，国外学者采用的控制方法多种多样，既有比较传统的经典控制理论、现代控制理论、最优控制理论，也有现在比较新颖的控制理论，如自适应控制、模糊控制、神经网络控制、智能控制等。
近年来，随着非线性控制技术的发展，许多学者开始进行吊车防摆非线性控制技术的研究。
经典控制方法现在非常成熟，它具有控制算法简单的优点，在现在控制工程中还大量应用。
在吊车防摆控制的研究中，一些学者仍然偏重于经典控制方法研究，韩国学者Ho-Hoon Lee]10[是偏重于经典控制方法的一个典型代表，在文献[10]中，他采用了根轨迹、频域法等常规分析方法为主的古典控制方法与现在的智能控制相结合，设计了防摆、定位控制器。
采用双闭环的控制思想：内环为摆角环，以小车位移来估计摆角，通过模糊控制器进行防摆控制；外环为位置环，采用PID控制器进行定位控制，这样可使得在定位过程结束的同时，消除运动过程中产生的摆动。
埃及学者Hanafy采用增益调度的方法设计了全状态反馈的控制器，并且采用经典PID控制方法设计了防摆和定位控制器，并进行了仿真和实验。
A.Z.AI-Garni等人建立了精确的三自由度起重机的状态方程并利用现代控制理论的方法实现了基于时间和误差综合最优的反馈控制。
韩国学者S.U.Choi设计了神经网络自整定的PID控制器。
鉴于反馈控制对干扰信号和参数变化不敏感的优点，对于起重机定位和防摆控制器的设计多采用反馈控制，这就需要测量摆角的大小。
但因为绳长是变化的，在传感器的安装和使用上便存在一定的困难，因而测量精度不高。
此外，增加了传感器的同时也提高了成本，因而在起重机控制方面产生了不测量摆角的发展方向。
韩国学者Yong-Seok Kim通过检测小车的加速度来估计重物摆角并最终利用速度控的方式进行吊车的防摆控制。
Alessandro通过Lyapunov稳定的方法设计了吊车系统状态观测器，并根据状态反馈的设计方法最终设计了系统的防摆控制器。
1956年L.A.Zadeh创建模糊数学，1974年英国工程师 E.H.Mamdani首先把模糊集合理论应用于锅炉和蒸汽机的控制，在自动控制领域开辟了模糊控制理论及其工程应用的崭新阶段。
对于那些大时滞、非线性等难以建立精确数学模型的复杂系统，应用模糊控制理论，通过计算机实现模糊控制可以取得满意的控制效果。
由于模糊控制的这一优点，使得模糊控制在工程中得到了广泛的应用。
日本的学者Yamada将模糊控制应用于吊车防摆控制中，取得了很好的控制效果。
Nowacki设计了吊车系统的时间最优控制器，对于最优切换时刻的确定进行了模糊方式的设计，并最终证明这样的设计使得最优切换的时刻对系统的运行参数具有很好的鲁棒性。
Gutierrez将设计的模糊控制器并在一个实物模型上进行了实验，证明了模糊控制器的实用性。
自适应控制是现代控制理论的一个分支，是控制理论中比较活跃的一个领域，从20世纪60年代以来，自适应控制理论在航空、航海、电力系统等领域得到了广泛的应用。
随着计算机技术的发展和理论的不断完善，自适应水平控制的使用范围不断扩大。
在文献[11]中Han等人较早的将自适应控制理论应用到吊车的防摆控制中，并取得了良好的控制效果]11[。
采用模型参考自适应控制的缺点是参考模型的选择比较困难，当参考模型不合适时，控制效果会大大降低。
非线性控制理论是控制理论中重要的一部分，自然界的任何现象，从本质来说，都是非线性的。
人们在研究问题的时候，根据一定的条件，将非线性问题线性化从而便于研究。
近年来，随着非线性理论的发展，不少学者开始直接从非线性的角度研究问题。
吊车从本质来看是一个高度非线性的系统，近年来不少的国外学者，直接从非线性的角度来研究吊车防摆控制问题取得了丰富的学术成果。
在文献[12]中Y.Fang等人给出了三维吊车的两种控制方法，简单的PD控制和非线性解祸控制，并通过仿真实验证明了非线性解耦控制的效果比简单的PD控制要好，G. Bartolini等人设计了吊车的滑模变结构控制器。
日本学者Yoshida在不考虑吊车吊载机构位置幅度的限制下，提出一种基于能量的非线性控制器。
Yanai给出了针对港口的旋转式的吊车的非线性控制器，并进行了仿真实验证明该非线性控制器的有效性。
B. Vikramaditya等人针对二维吊车进行了精确线性化方法的控制器设计和滑模控制器的设计，并给出了跟踪性能很好的仿真结果。
使用非线性控制能从本质上对吊车系统进行控制，解决因线性化带来的问题。
尽管由于非线性理论目前还不成熟，非线性控制策略的提出比较困难，且控制方法比较复杂，不利于系统实现。
但随着科技的发展，传感器、控制器性能不断提高，非线性控制将越来越多地应用于实际工程中。
国外一些学者在吊车防摆控制的研究中，还将多种控制方法相结合，以改善只采用单一控制时在控制效果上存在的不足。
如：将模糊控制与最优控制相结合，推出一种基于模糊时间最优的吊车防摆控制方法；提出基于专家规则的吊车负荷最优时间控制；提出采用遗传算法改进吊车模糊控制器的优化方法；提出能够在线学习的智能防摆控制方法。
相比较而言，国外学者在该领域的研究比较深入，从事研究的学者也比较多，成果较为丰富。
他们在研究中，采用的理论也比较丰富，各种控制方法都有人尝试，如常规的PID 控制、最优控制、模糊控制、非线性控制、智能控制等。
而国内的学者在研究中采用的控制方法比较狭窄，大多采用最优控制和模糊控制方法。
国外学者研究比较严谨，在理论分析说明的基础上，大多进行了实物仿真实验。
而国内学者大部分只采用简化的模型，进行软件仿真，很少进行实物实验研究。
三、本文系统设计思路根据吊车系统的物理模型,应用理论力学的基本方法,运用拉格朗日方程建立吊车系统三维条件下的运动方程,以及简化条件下的定绳长吊车系统运动方程。