類似陸上各種欠驅(qū)動吊車設備，需要控制負載運輸過程中產(chǎn)生的擺動，保證其定位精度與運輸效率;另一方面，由于這種起重機固定于船舶等運動平臺上，平臺本身的運動會對負 載運動產(chǎn)生強烈的影響，且很多情況下，負載起吊 與降落點處的運動情況與吊車本身的運動不一致。

 具體而言，在工作過程中，吊車船與接收船會隨海浪縱搖、橫搖與升沉，這些運動將導致負載發(fā)生擺 動;特別是在升降過程中，船舶的此類運動易導致已吊起的負載再次與甲板相撞，或使已放下但尚未 脫離吊鉤的負載再次懸空，這些都會威脅作業(yè)的安全。尤其在進行艦船間彈藥補給時，這種耦合運動可能造成非常嚴重的后果。

近年來，船用起重機的 控制得到各國軍用、民用海洋工程的普遍關(guān)注，而研究此類非線性、強耦合的欠驅(qū)動系統(tǒng)在特殊擾動下的控制亦有重要的理論價值與普遍意義。

船用起重機的控制主要分為降低船體運動影響的垂向控制與抑制負載擺動的橫向防擺兩個方面。

 對垂向控制而言，常用的方法是通過吊車船上的機 械結(jié)構(gòu)連接接收船，并感知其相對運動，使吊繩長 度變化與接收船升沉運動同步，從而對兩船的相對運動進行補償，在此基礎(chǔ)上完成負載的起降運輸。 這種方法對起重機的機械結(jié)構(gòu)有特殊要求，對起吊 質(zhì)量也有較大限制。

Kuchler等學者對水下設 備升降過程進行了動力學建模，他們考慮了吊繩彈 性與水動力等因素，并基于反饋線性化方法分別設計了軌跡跟蹤與擾動抑制控制器。

Johansen等人 采用基于前饋的波浪同步技術(shù)來補償升沉運動的影響，最終對負載的入水過程實現(xiàn)控制。近年來，橫向防擺控制也得到了很多關(guān)注。為了加強對 吊繩和負載的擺動控制，部分起重機上加裝了馬里 蘭索具機構(gòu)( Maryland Rigging System)，即在吊繩中段加入繩索進行牽引，以減小負載的擺動。

針對 這種帶有特殊機構(gòu)的船用起重機，近年來連續(xù)提出 了多種建模與控制方法。但是，此類機構(gòu)對起重機系統(tǒng)的工作空間限制較大，降低了原系統(tǒng)的靈 活性?；谶@個原因，很多研究在不改變起重機機 械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用各種傳感器獲得船體、起重 機、負載的運動信息，然后通過設計合理的旋臂運動控制器來抑制運輸過程中負載的擺動。

其中， Parker等人采用指令整形技術(shù)，對吊車旋臂的俯仰回轉(zhuǎn)進行控制，并在小規(guī)模實驗平臺上進行了驗證。McKenna等人對旋臂的俯仰與船身運動進行 建模，并通過將前饋補償環(huán)節(jié)與反饋控制策略相結(jié) 合來抑制單方向上的負載擺動。

Masoud 等人采 用時間滯后位置反饋控制方法，通過操縱旋臂的俯 仰與回轉(zhuǎn)來減小負載的兩維擺角。Sandia 國家 實驗室設計了一種基于多傳感器信息融合的控制方 案，它通過控制吊車的運動來補償船體運動，較好地抑制了負載的擺動。這種方法在美國海軍 T­ACS系統(tǒng)上進行了實驗，得到了較好的控制效果。隨后， Schaub 等人對這種控制方案做了進一步改進。