CN116812756A - 桥式起重机防摇摆控制方法及系统 - Google Patents

桥式起重机防摇摆控制方法及系统 Download PDF

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CN116812756A CN202310534062.XA CN202310534062A CN116812756A CN 116812756 A CN116812756 A CN 116812756A CN 202310534062 A CN202310534062 A CN 202310534062A CN 116812756 A CN116812756 A CN 116812756A
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李刚
李贻斌
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Abstract

本发明涉及桥式起重机防摇摆控制方法及系统，包括以下步骤：基于台车、桥架、吊钩和负载的物理参数，构建含有台车、桥架和吊绳的摩擦力的桥式起重机系统动力学模型，并设定控制目标；基于桥式起重机系统动力学模型得到能量函数，根据台车、桥架和吊绳的摩擦力，能量函数以及控制目标得到防摆控制器；根据防摆控制器输出的对台车，桥架和吊绳的驱动力，实现对桥式起重机的防摆控制。

Description

桥式起重机防摇摆控制方法及系统
技术领域
本发明涉及机电系统控制技术领域，具体为桥式起重机防摇摆控制方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
桥式起重机是常用的起重工程设备，其控制系统是一种典型的多输入多输出以及欠驱动机电系统，桥式起重机的控制输入量小于系统输出的自由度，当台车和桥架同时移动吊运大型结构物负载时，吊钩和负载会在三维空间中产生两级摆动，呈现出复杂的双球面摆特性。
为了提高作业效率，在台车和桥架移动过程中吊绳长度会发生变化，以完成负载升降作业，此时桥式起重机具有三个控制输入(台车控制器，桥架控制器，升降控制器)和七个输出自由度(台车位移，桥架位移和吊绳长度，吊钩和负载在三维空间中的摆角)。
现有技术针对桥式起重机系统提出了多种控制方法，根据是否包含系统运动状态反馈信号，可将目前的方法分为开环控制和闭环控制，开环控制方法包括：轨迹规划、输入整形、光滑器(Smoother)等。闭环控制方法包括：自适应控制、基于能量分析的控制(energy-analysis-based，EAB)、滑模控制、模糊控制等。
发明人发现，现有的桥式起重机最多仅考虑了六个自由度(台车移动，桥架移动，吊钩球面摆动，负载球面摆动)，而忽略了吊绳长度的变化，带有双球面摆和变绳长特性的七自由度桥式起重机动力学建模和控制器设计还需要进一步完善。
不仅如此，现有技术大多忽略了执行器(台车，桥架，吊绳)的摩擦力，在实际起重机系统中摩擦力通常难以直接测量，不确定的摩擦模型会影响桥式起重机的定位精度。
此外，现有技术未考虑执行器的超调问题，当控制器增益选取不恰当时，执行器可能会出现超调，甚至在目标位置往复振荡，造成负载较大摆动，影响起重机的安全性能。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供桥式起重机防摇摆控制方法及系统，使七自由度桥式起重机实现定位、防摆、变绳长、摩擦估计和超调约束。通过在不进行任何线性化操作的情况下，使用拉格朗日方法建立三维桥式起重机的双球面摆和变绳长动力学模型。基于系统能量函数，结合超调限制项、自适应项和防摆项，设计了一种增耦合闭环自适应控制器。利用拉塞尔不变性原理和李亚普诺夫理论对系统稳定性进行了分析。并经过实验验证了所提出的自适应防摆控制器在有效性和鲁棒性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供桥式起重机防摇摆控制方法，包括以下步骤：
基于台车、桥架、吊钩和负载的物理参数，构建含有台车、桥架和吊绳的摩擦力的桥式起重机系统动力学模型，并设定控制目标；
基于桥式起重机系统动力学模型得到能量函数，根据台车、桥架和吊绳的摩擦力，能量函数以及控制目标得到防摆控制器；
根据防摆控制器输出的对台车，桥架和吊绳的驱动力，实现对桥式起重机的防摆控制。
构建桥式起重机系统动力学模型，包括：
确定台车和桥架的位移，台车、桥架、吊钩和负载的质量，吊绳和索具的长度，吊钩和负载在三维空间坐标系中的位置和摆角；
基于拉格朗日函数建立台车位移、桥架位移、吊绳长度、吊钩摆角和负载摆角的动力学方程，以及台车、桥架和吊绳的摩擦力方程，并转换为矩阵形式。
控制目标，包括：
定位，台车位移和桥架位移到达目标值，吊绳长度变化到目标值；
防摆，吊钩摆角和负载摆角被消除。
能量函数，通过桥式起重机系统动力学模型得到的机械能函数，并经微分处理得到。
桥式起重机系统的能量通过台车速度，桥架速度和吊绳速度来衰减。
防摆控制器，如下式所示：
其中，Fxa,Fya和Fza分别表示台车，桥架和吊绳的驱动力，ex＝x-xd,ey＝y-yd和ez＝l1-l1d分别表示台车、桥架和吊绳的定位误差，x、y分别表示台车、桥架的位移，l1、l2分别表示吊绳、索具绳长度，kpx,kdx,kpy,kdy,kpz,kdz,kλ,kwx,kwy表示控制增益，为执行器最大允许超调量，分别表示ωx,ωy,ωz的估计值。
本发明的第二个方面提供实现上述方法所需的系统，包括：
控制目标模块，被配置为：基于台车、桥架、吊钩和负载的物理参数，构建含有台车、桥架和吊绳的摩擦力的桥式起重机系统动力学模型，并设定控制目标；
防摆控制模块，被配置为：基于桥式起重机系统动力学模型得到能量函数，根据台车、桥架和吊绳的摩擦力，能量函数以及控制目标得到防摆控制器；
防摆执行模块，被配置为：根据防摆控制器输出的对台车，桥架和吊绳的驱动力，实现对桥式起重机的防摆控制。
本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的桥式起重机防摇摆控制方法中的步骤。
本发明的第四个方面提供一种计算机设备。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的桥式起重机防摇摆控制方法中的步骤。
与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
1、充分考虑了桥式起重机的双球面摆动力学效应和状态约束条件，利用台车位移，桥架位移，吊绳长度，吊钩摇摆角度和负载摇摆角度共七个自由度构建动力学模型，并在动力学模型中考虑了执行器(台车，桥架，吊绳)的摩擦力，从而提高桥式起重机的在防摆控制中的定位精度。
2、构建的动力学模型中包含三个驱动状态量：台车位移，桥架位移和吊绳长度；四个非驱动状态量：吊钩和负载在三维空间中的摆角，以及执行器(台车，桥架，吊绳)的摩擦力，从而使防摆控制器考虑了更多的输出自由度和更复杂的双球面摆与变绳长动力学特性。
3、控制器包含四个部分，第一项是比例微分项，它可以跟踪台车/桥架运动的目标轨迹和吊绳长度的变化。第二项是超调限制项用于保证执行器的超调量始终在设定的范围内，并迅速降至零。第三项是自适应部分，用于估计摩擦参数。台车和桥架控制器的最后一项为防摆部分，增强了抑摆控制性能。吊绳控制器的最后一项为重力补偿部分，与吊钩质量与有负载质量之和有关。
4、控制器是在原有复杂动力学模型的基础上设计，通过闭环系统稳定性分析可知，无需对动力学模型进行小角度近似，这意味着在即使扰动作用下，非驱动摆动角度偏离平衡点，所提出的控制器仍能保持良好的控制性能。
5、利用自适应项可以在线估计执行器的不确定摩擦力，有效地消除了台车、桥架和吊绳的定位误差，并且自适应项可对台车、桥架移动，负载升降运动过程中的不确定摩檫力参数模型在线估计，无需离线标定。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明一个或多个实施例提供的七自由度桥式起重机结构示意图；
图2是本发明一个或多个实施例提供的桥式起重机的控制系统示意图；
图3(a)-图3(j)是本发明一个或多个实施例提供的自适应防摆控制方法(Proposed controller)、基于能量分析的控制器(EAB)和光滑器(Smoother)的实验结果对比图；
图4是本发明一个或多个实施例提供的适应防摆控制方法(Proposedcontroller)对摩擦参数在线估计结果示意图；
图5(a)是本发明一个或多个实施例提供的基于能量分析的控制器(EAB)控制下的负载轨迹侧视图；
图5(b)是本发明一个或多个实施例提供的基于光滑器(Smoother)控制下的负载轨迹侧视图；
图5(c)是本发明一个或多个实施例提供的基于自适应防摆控制方法(Proposedcontroller)控制下负载轨迹侧视图；
图5(d)是本发明一个或多个实施例提供的图5(a)-图5(c)三种控制方法控制下的负载轨迹俯视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
以下实施例给出桥式起重机防摇摆控制方法及系统，使七自由度桥式起重机实现定位、防摆、变绳长、摩擦估计和超调约束。通过在不进行任何线性化操作的情况下，使用拉格朗日方法建立三维桥式起重机的双球面摆和变绳长动力学模型。基于系统能量函数，结合超调限制项、自适应项和防摆项，设计了一种增耦合闭环自适应控制器。利用拉塞尔不变性原理和李亚普诺夫理论对系统稳定性进行了分析。并经过实验验证了所提出的自适应防摆控制器在有效性和鲁棒性。
实施例一：
桥式起重机防摇摆控制方法，包括以下步骤：
基于拉格朗日方法建立带有双球面摆和变绳长效应的桥式起重机系统动力学模型并分析，该模型包含三个驱动状态量：台车位移、桥架位移和吊绳长度，以及四个非驱动状态量：吊钩和负载在三维空间中的摆角，共计七个自由度；
基于系统能量函数，结合超调限制项、自适应项和防摆项，设计了一种增耦合闭环自适应控制器。然后利用拉塞尔不变性原理和李亚普诺夫理论对系统稳定性进行了严格分析；
通过自适应防摆控制方法实现对桥式起重机的精确定位、摆动消除控制的同时，在线估计摩擦参数，抑制执行器超调。
具体的：
(1)动力学模型及分析：
如图1所示的三维空间中七自由度桥式起重机系统，桥式起重机系统的相关物理参数与定义如表1所示。
表1：系统参数
参数 物理意义 单位
M1 台车质量 kg
M2 台车和桥架质量之和 kg
m1,m2 吊钩、负载质量 kg
x,y 台车、桥架位移 m
l1,l2 吊绳、索具绳长度 m
θ1,θ2,θ3,θ4 吊钩、负载三维空间摆角 deg
Fx,Fy,Fz 台车、桥架、吊绳控制力 N
g 重力加速度 m/s2
基于拉格朗日方法，建立七自由度桥式起重机的动力学方程。与驱动状态量台车位移x相关的动力学方程如下：
与驱动状态量桥架位移y相关的动力学方程如下：
与驱动状态量吊绳长度l1相关的动力学方程如下：
其中Fxa,Fya和Fza分别表示台车，桥架和吊绳的驱动力。Fxf,Fyf和Fzf分别表示台车、桥架和吊绳的摩擦力，其表达式如下：
其中fx0,fy0,εx,εy,kxr,kyr,dz表示与摩擦相关的参数。
与非驱动状态量吊钩摆角θ1相关的动力学方程如下：
与非驱动状态量吊钩摆角θ2相关的动力学方程如下：
与非驱动状态量负载摆角θ3相关的动力学方程如下：
与非驱动状态量负载摆角θ4相关的动力学方程如下：
为简化表达，上述动力学方程(1)-(8)可改写为如下矩阵形式：
其中：
G(q)＝[0 0 g31 g41 g51 g61 g71]T；
q＝[x y l1 θ1 θ2 θ3 θ4]T；
U＝[Fx Fy Fz 0 0 0 0]T；
m11＝M1+m1+m2；m13＝(m1+m2)sinθ1cosθ2；m14＝(m1+m2)l1cosθ1cosθ2；
m15＝-(m1+m2)l1sinθ1sinθ2；m16＝m2l2cosθ3cosθ4；m17＝-m2l2sinθ3sinθ4；m22＝M2+m1+m2；
m23＝(m1+m2)sinθ2；m25＝(m1+m2)l1cosθ2；m27＝m2l2cosθ4；m33＝m1+m2；
m36＝m2l2cosθ2cosθ4sin(θ1-θ3)；m37＝m2l2[sinθ2cosθ4-cosθ2sinθ4cos(θ1-θ3)]；
g31＝-(m1+m2)gcosθ1cosθ2；g41＝(m1+m2)gl1sinθ1cosθ2；g51＝(m1+m2)gl1cosθ1sinθ2；
g61＝m2gl2sinθ3cosθ4；g71＝m2gl2cosθ3sinθ4；
基于吊钩和负载摆角较小的事实，做出如下合理假设：
θi∈(-π/2,π/2),i＝1,2,3,4. (10)
(2)控制目标
针对七自由的桥式起重机系统，本实施例的控制目标如下：
1)定位。驱动状态量台车位移x(t)和桥架位移y(t)准确到达目标值，吊绳长度l1(t)变化到目标值，即：
其中xd和yd分别表示台车和桥架的目标位移，l1d表示吊绳的目标长度。
2)防摆。非驱动状态量吊钩摆角θ1(t),θ2(t)和负载摆角θ3(t),θ4(t)被消除，即：
θ1(t)→0,θ2(t)→0,θ3(t)→0,θ4(t)→0； (12)
(3)自适应防摆控制器设计
为了更清楚的描述控制器设计过程，图2展示了控制系统的框图；
七自由度桥式起重机系统的机械能可表述如下：
将(13)微分可得：
由式(14)可知，七自由度桥式起重机系统是被动的，系统的能量可通过台车速度桥架速度和吊绳速度来衰减。
将(4)带入(14)可得：
其中φx,φy,φz均为可测回归向量，ωx,ωy,ωz均为摩擦参数向量，相关定义式如下：
针对驱动状态超调、非驱动摆角抑制和摩擦不确定等问题，基于式(15)提出了一种自适应防摆控制器：
其中ex＝x-xd,ey＝y-yd和ez＝l1-l1d分别表示台车、桥架和吊绳的定位误差。xd和yd分别表示台车和桥架的目标位移，l1d表示吊绳的目标长度。kpx,kdx,kpy,kdy,kpz,kdz,kλ,kwx,kwy均表示控制增益，为执行器最大允许超调量。分别表示摩擦参数向量ωx,ωy,ωz的估计值，的自适应律为：
其中Γx＝diag{γx1,γx2}，Γy＝diag{γy1,γy2}表示更新增益矩阵，Γz表示更新增益。
式(18)-(20)的控制器包含四个部分，第一项是比例微分项，它可以跟踪台车/桥架运动的目标轨迹和吊绳长度的变化。第二项是超调限制项用于保证执行器的超调量始终在设定的范围内，并迅速降至零。第三项是自适应部分，用于估计摩擦参数。台车和桥架控制器的最后一项为防摆部分，增强了抑摆控制性能。吊绳控制器的最后一项为重力补偿部分，与吊钩质量与有负载质量之和有关。
(4)闭环系统稳定性分析
定理1：本实施例所提出的自适应防摆控制器(18)-(20)能够在抑制非驱动摆角的同时保证小车、桥架和吊绳长度达到所需位置，即：
证明：第一步，基于李雅普诺夫的稳定性分析。选取李雅普诺夫候选函数如下：
其中和分别表示摩擦参数的估计误差，并且被定义如下：
对式(23)求导，再用式(15)和式(18)-式(20)可得：
由式(23)和式(25)可知，闭环系统是李雅普诺夫稳定的。可以进一步得到：
第二步，利用拉塞尔不变性定理证明了系统的渐近稳定性。定义一个集合Ω如下所示：
其中集合Φ是集合Ω中的最大不变集。根据(25)，在集合Φ可得：
由式(28)可得如下方程：
其中λx,λy和λz是待确定的常数。
联立式(18)-(20)，(28)和(29)，可得：
将式(28)-(30)带入式(1)可得：
对式(33)积分可得
其中λ1表示待确定常数。假设λx≠0，随着t→∞，则
此时(35)与式(26)相矛盾，因此假设不成立，λx＝0。式(34)可
被改写如下：
将λx＝0带入式(29)和(30)可得：
ex＝0,x＝xd,Fxa＝0。 (37)
同理，将式(28)，(29)和(31)带入式(2)可得：
对式(38)积分可得：
其中λ2表示待确定常数。假设λy≠0，随着t→∞，则：
此时(40)与式(26)相矛盾，因此假设不成立，λy＝0。式(39)可
被改写如下：
将λy＝0带入式(29)和(31)可得：
ey＝0,y＝yd,Fya＝0。 (42)
将式(28)和(29)带入式(4)-(7)并消除同类项，可得：
分别做(43)×cosθ1-(33)和(44)×cosθ2-(38)计算，可得：
基于假设条件式(10)可知：sinθi∈(-1,1),cosθi∈(0,1],i＝1,2,3,4.因此由(47)和(48)式可得：
将式(50)带入式(41)，可得：
对式(51)两边积分运算，可得：
其中λ3为待确定的常数。假设λ2≠0，随着t→∞，则：
sinθ4→∞； (53)
式(53)与sinθ4∈(-1,1)的事实相矛盾，因此假设不成立，λ2＝0；将λ2＝0带入式(51)可得：
将式(49)和(50)带入(36)，可得：
与(52)-(54)的分析过程同理，可知：
将式(49)、式(50)、式(54)、式(56)依次代入式(45)、式(46)并消去冗余项，得：
将式(28)-(29)，(32)，(49)-(50)，(54)和(56)-(57)带入(3)计算可得：
综合上述式(28)-(29)、(37)、(42)、(49)-(50)、(54)、(56)-(58)的结果，利用拉塞尔不变性原理证实定理1。
(5)实验验证
为了证明本实施例所提出自适应防摆控制方法的有效性，本实施例中使用桥式起重机实验平台验证所涉及的控制方法的有效性。
桥式起重机实验平台的系统如下：
M1＝3kg,M2＝10kg,m1＝0.5kg,m2＝1.5kg,l2＝0.2m；
台车位移、桥架位移、吊绳长度的初始值和目标值设定为：
x0＝0m,y0＝0m,l10＝0.1m,xd＝0.5m,yd＝0.5m,l1d＝0.5m；
为了保证驱动器的平稳启动，选取如下所示的S型光滑轨迹最为座位台车、桥架的目标位移和吊绳的目标长度：
其中kv＝0.4m/s,ka＝0.4m/s2分别为执行器的最大速度和加速度。ε＝1.5是与初始加速度相关的参数。
控制器增益选取如下：
kpx＝50,kdx＝25,kpy＝45,kdy＝30,kpz＝60,kdz＝10,kwx＝kwy＝1.5,kλ＝0.01,ξ＝0.005。
自适应律更新增益为Γx＝diag{4.45,16.5},Γy＝diag{4.45,20.5},Γz＝11.。
本实施例将通过与现有技术的平滑器(Smoother)和基于能量分析的控制器(energy-analysis-based，EAB)进行比较，来验证所提出的自适应防摆控制器(proposed)的有效性。上述两种现有技术均未考虑吊绳长度的变化。为了便于比较，光滑整形器使用平均吊绳长度l1＝0.3m估计负载摇摆自然频率来设计台车运动、桥架运动和负载升/降整形器；EAB控制器在原有台车控制器、桥架控制器的基础上增加传统的比例-微分(proportional differentia l，PD)控制器来驱动负载升/降运动。
上述两种现有技术和本实施例所设计的自适应防摆控制方法的实验证结果如图3(a)-图3(j)所示，从和的子图x,y和l1可以看出，EAB控制器和平滑器都难以消除执行器的定位误差。由于自适应项和超调限制项的存在，本实施例实现了精确的无超调定位性能。x的子图表明，在相同的位移下，本实施例的控制器的传输时间(2；76s)比EAB控制器(3；73s)和光滑器的(4；63s)的传输时间更短，效率更高。
不仅如此，EAB控制器、光滑器和本实施例的最大非驱动摆角分别为5；59°、3；01°和2；82°。使用EAB控制器或光滑器，在15s后存在明显的残余摆动。相比之下，本实施例的控制器可以在5s内消除非驱动摇摆。相比于现有技术，本实施例的防摆抑制效果更加优异。
从图4-图5(d)可以看出，本实施例的控制器可以准确估计未知的摩擦参数。根据图1展示的负载在三维工作空间中的整个吊运过程。可以看出，本实施例的控制器能够准确地将有负载运送到目标位置。综上所述，与现有技术EAB控制器和光滑器相比，本实施例的控制器具有更高的定位精度和更有效的消摆性能。
上述过程建立了三维空间中的7自由度桥式起重机系统的闭环自适应控制器。所提出的控制器考虑了更多的输出自由度和更复杂的双球面摆与变绳长动力学特性。在没有任何线性化操作的情况下，基于原始复杂非线性动力学模型，严格证明了所提出的控制器的渐近稳定性。
上述过程利用自适应项可以在线估计执行器的不确定摩擦力，有效地消除了台车、桥架和吊绳的定位误差。
上述过程利用附加的非线性超调限制项，可在负载运输过程中将台车位移、桥架位移和吊绳长度的超调限制在有限范围内。
实施例二：
实现上述方法的系统，包括：
控制目标模块，被配置为：基于台车、桥架、吊钩和负载的物理参数，构建含有台车、桥架和吊绳的摩擦力的桥式起重机系统动力学模型，并设定控制目标；
防摆控制模块，被配置为：基于桥式起重机系统动力学模型得到能量函数，根据台车、桥架和吊绳的摩擦力，能量函数以及控制目标得到防摆控制器；
防摆执行模块，被配置为：根据防摆控制器输出的对台车，桥架和吊绳的驱动力，实现对桥式起重机的防摆控制。
实施例三：
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一所述的桥式起重机防摇摆控制方法中的步骤。
实施例四：
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一所述的桥式起重机防摇摆控制方法中的步骤。
以上实施例二至四中涉及的各步骤或模块与实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质；还应当被理解为包括任何介质，所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.桥式起重机防摇摆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于台车、桥架、吊钩和负载的物理参数，构建含有台车、桥架和吊绳的摩擦力的桥式起重机系统动力学模型，并设定控制目标；
基于桥式起重机系统动力学模型得到能量函数，根据台车、桥架和吊绳的摩擦力，能量函数以及控制目标得到防摆控制器；
根据防摆控制器输出的对台车，桥架和吊绳的驱动力，实现对桥式起重机的防摆控制。
2.如权利要求1所述的桥式起重机防摇摆控制方法，其特征在于，构建桥式起重机系统动力学模型，包括：
确定台车和桥架的位移，台车、桥架、吊钩和负载的质量，吊绳和索具的长度，吊钩和负载在三维空间坐标系中的位置和摆角；
基于拉格朗日函数建立台车位移、桥架位移、吊绳长度、吊钩摆角和负载摆角的动力学方程，以及台车、桥架和吊绳的摩擦力方程，并转换为矩阵形式。
3.如权利要求1所述的桥式起重机防摇摆控制方法，其特征在于，所述控制目标，包括定位和防摆。
4.如权利要求3所述的桥式起重机防摇摆控制方法，其特征在于，所述定位，具体为：台车位移和桥架位移到达目标值，吊绳长度变化到目标值。
5.如权利要求3所述的桥式起重机防摇摆控制方法，其特征在于，所述防摆，具体为：吊钩摆角和负载摆角被消除。
6.如权利要求1所述的桥式起重机防摇摆控制方法，其特征在于，所述能量函数，通过桥式起重机系统动力学模型得到的机械能函数，并经微分处理得到。
7.如权利要求1所述的桥式起重机防摇摆控制方法，其特征在于，所述防摆控制器，如下式所示：
其中，Fxa,Fya和Fza分别表示台车，桥架和吊绳的驱动力，ex＝x-xd,ey＝y-yd和ez＝l1-l1d分别表示台车、桥架和吊绳的定位误差，x、y分别表示台车、桥架的位移，l1、l2分别表示吊绳、索具绳长度，xd和yd分别表示台车和桥架的目标位移，l1d表示吊绳的目标长度，kpx,kdx,kpy,kdy,kpz,kdz,kλ,kwx,kwy表示控制增益，为执行器最大允许超调量，φx,φy,φz均为可测回归向量，分别表示摩擦参数向量ωx,ωy,ωz的估计值。
8.桥式起重机轨迹规划系统，其特征在于，包括：
控制目标模块，被配置为：基于台车、桥架、吊钩和负载的物理参数，构建含有台车、桥架和吊绳的摩擦力的桥式起重机系统动力学模型，并设定控制目标；
防摆控制模块，被配置为：基于桥式起重机系统动力学模型得到能量函数，根据台车、桥架和吊绳的摩擦力，能量函数以及控制目标得到防摆控制器；
防摆执行模块，被配置为：根据防摆控制器输出的对台车，桥架和吊绳的驱动力，实现对桥式起重机的防摆控制。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述权利要求1-7任一项所述的桥式起重机防摇摆控制方法中的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的桥式起重机防摇摆控制方法中的步骤。
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