Page 49 - 起重机械设备安全技术检验及评价

第二章 起重机械基础知识

（二）起重机电子式防摆系统组成及原理
桥式起重机电子防摆控制系统由传感器、可编程控制器、驱动装置及桥式起
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。
（三）起重机电子式防摆控制研究现状

鉴于起重机自动控制问题的重要性，国内外研究人员都对起重机的准停和防
摆问题做了一定的研究工作，并取得了一定的成果。
由于经典控制理论体系的完善和成熟，所求解的控制器简单实用，在实际
工业控制中大量应用。同样，在防摇问题上，许多学者采用经典控制方法的研

究。基于开环控制系统方法的防摆起重机在工业实践中通常不用测量有效载荷的
摇摆角度。例如 Hetronic 公司的 ASLC（Anti Swing Load Control）系统，它主要
应用来在工业桥式和门式起重机中，该控制系统不需要反馈载荷摆动状况，根据
操作人员的控制信号以及绳长的变化来实现载荷摆动减小。SmartCrane 公司的

SmartCrane 开环控制防摇的系统，主要依赖于控制起重机的加速度来减小摆动。
Konecranes 公司开发的 DynAPilot 负载摇摆控制系统，主要通过负载的高度信息
和操作指令来计算最优的加速路径实现减小摆动的目的。开环控制系统不能检测
误差，也不能校正误差，而且对系统参数的变动很敏感。韩国学者 HoonLee 采

用经典控制理论，用传统的根轨迹、频域法分析防摇问题，同时也适当的采取了
现代的智能控制，将两种方法结合起来，设计了防摆、定位控制器，并进行了仿
真实验，取得了较好的结果。美国学者 Hanafy 设计了基于增益调度控制思想的
全状态反馈控制器，采用 PID 控制分别设计定位和防摇的控制器，通过仿真实验

说明了该方法可以有效的迅速消除摆动。
传统控制系统的设计与分析是建立在已知系统精确数学模型的基础上，而实
际系统由于存在复杂性、非线性、时变性、不确定性和不完全性等，一般无法获
得精确的数学模型；研究这类系统时，必须提出并遵循一些比较苛刻的假设，而

这些假设在应用中往往与实际不相吻合；对于某些复杂的和包含不确定性的对象，
由于无法解决建模问题，所以根本不能以传统数学模型来表示；为了提高性能，
传统控制理论可能变得非常复杂，从而增加了控制设备初始投资和维修费用，降

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