起重机的有用载荷难于完成精确操控。桥式起重机、小车的运动或外界环境的搅扰均能 引起弱阻尼体系的振荡。为了消除这两种振源，研发了一种集成反应和输入整形的操控 器。该操控器由三个个模块用于操控起重机的一 个方面的功能。反应操控模块用于定位有用载荷到希望的方位，反应模块用于消除搅扰。 输入整形用于第三个模块，可减小运动引起的振荡。
这种把单一操控使命分配给对应操控器的办法与Sorensen, Singhose和 Dickerson (2005)运用的办法类似。这种办法可以经过选用不同的针对最适合于该使命 的操控模块来减轻规划和应用时前面说到的存在非线性时的困难，如方位反应、按捺干 扰和用输入整形减小运动引起的振荡。该操控器的功能在乔治亚理工学院的制作研讨中 心(MARC)的10吨桥式起重机上进行了试验。
以下部分归纳了起重机结合非线性驱动器和马达影响的动态体系。第三部分 经过较为具体地描绘操控器的各个模块，归纳了整个操控办理体系。还谈论了两个闭环模块 的稳定性。第四部分介绍了怎样将不同的模块组合成一个操控结构，检测了该组合设备 的稳定性。第五部分包含总结谈论。文中运用试验数据来证明操控办理体系的要害方面。
图2是用于测验本文所述操控器的10吨MARC起重机。龙门起重机的运动可以简化为 一个悬挂在一个可移动的支撑单元上的钟摆模型，如图3所示。上部支撑单元和有用载 荷重物的质量别离标明为Hi-和叫；重力加速度是g； 一种作用于重物的粘性阻尼力用阻尼 系数b标明；吊载的钢丝绳长度用L标明。电车的位移x,是一个操控变量。该体系输入 的明显长处是，在这种状态下起重机的马达和工业驱动器的模型是不必要的。随后当考 虑体系对参阅信号的相应时才考虑这些模型。Fliess等人(1991)运用了类似的模型公 式。
按这种办法树立的起重机模型，体系钢丝绳的视点削减到一个自由度。，可看作为 独立的坐标。
起重机体系中的钢丝绳摇摆有极限，答应假定一个很小的摆角，这样(1)式简化为:
为了树立一个该体系上部支撑单元的速度和钢丝绳视点的联系式，可用上部支撑单 元位移推导出的％替代无。假定初始条件为零，将(3)式代入(5),得到下面关于钢丝绳 视点和上部支撑单元速度的方程:
图4标明晰上述联系，方框中的“有用载荷”代表(6)式中的方程。上部支撑单元 的速度匕，引起的有用载荷的呼应是钢丝绳的摆角劣。图4中还说明晰希望的参阅速 度K与支撑单元速度岭的联系。方框“驱动器和马达”标明支撑单元的速度对参阅速度 的呼应。这个设备标明它是由履行元件和起重机所吊重物组成。这些履行元件包含上面 的桥和电车的质量，马达和驱动器。
由沟通电动机，向量驱动器和支撑单元组成的典型用于大型起重机的精确模型，可 见Sorensen(2005)中的介绍。这种模型在图5中标明晰出来。
该模型中的驱动器和马达的速度呼应与希望的参阅速度有关。该模型由三个元件组 成：一个开关，一个速度限制器，和一个线性、二阶大阻尼设备H。开关元件将原始的 参阅信号气传递给速度限制器方框。当向起重机宣布过渡的速度指令时，开关暂时发送 -•个零信号。过度速度指令便是那些用来改动起重机行进方向（向前或向后）的指令。 这种功能类型取决于气和匕，可用下面的开关规矩标明：
这个模型经过合理挑选与模型相关的四个参数可用来标明多个工业向量驱动器和 沟通电动机相结合的呼应。这四个相关参数是：速度限制器的反转速度参数S；开关元 件的开关百分比X%；固有频率H；和H的阻尼比。对MARC起重机来说，这些参数别离 为 160%/s, 0. 9%, 6. 98
从图6中可以精确的看出，模型的呼应紧跟从MARC起重机的实践呼应。从中可以精确的看出对 于不同的速度指令模型的呼应与实践支撑单元的呼应重合了。
第2部分中描绘的起重机由一个线性的有用载荷设备和一个非线性的驱动器/ 马达设备组成。这儿描绘的操控办理体系
