海上浮式集装箱起重机的小车位置跟踪和吊重消摆控制研究

浮式集装箱起重机(OCC)是新型的海上吊运系统,能够对锚泊在深海的大型集装箱运输船进行装卸作业,来解决港口拥堵和大型船舶因港口水浅无法靠岸过驳等问题;但是由于受海上风浪干扰影响,所吊运的载荷会产生复杂的非线性动力学响应,严重影响作业效率,甚至引发安全事故。针对此问题,推导船体横摇和升沉运动下OCC系统负载吊运过程的摆振动力学模型,并设计吊运轨迹跟踪的非线性控制器,同时实现海浪干扰和起重小车运动耦合下OCC系统的位置跟踪和负载的消摆控制;采用Lyapunov方法严格证明了控制器的稳定性;最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过此方法能抑制海浪激励对集装箱吊运轨迹的影响,确保OCC系统安全高效运行。