1. 防摇控制技术原理

• 反馈控制原理：闭环控制是通过传感器实时获取货物的摆动信息（如摆角、摆动速度等），并将这些信息反馈给控制系统。控制系统根据反馈信号，采用合适的控制算法生成控制指令，调整起重机的运动（如电机的转速、方向等）来抑制货物的摆动。例如，在起重机的吊钩上安装角度传感器，实时测量货物的摆角，当摆角超过一定阈值时，控制系统通过控制大车、小车的运行电机或起升电机，施加反向的力来减小摆角。

• 控制算法类型：

• 比例 - 积分 - 微分（PID）控制：这是一种常用的控制算法。比例环节（P）根据摆角误差的大小直接产生控制作用，使起重机快速响应摆动；积分环节（I）用于消除稳态误差，确保货物最终能稳定在目标位置而不摆动；微分环节（D）则根据摆角的变化率提前预测摆动趋势，更快地调整起重机的运动。例如，当货物摆角增大且变化率也增大时，微分环节会使起重机迅速做出反向运动，抑制摆动。

• 模糊控制：模糊控制基于模糊逻辑，将输入的精确变量（如摆角和摆角变化率）转换为模糊语言变量（如 “正大”“正中”“零”“负中”“负大” 等），然后根据预先设定的模糊规则库进行推理。例如，当摆角为 “正大” 且摆角变化率为 “正大” 时，模糊规则可能输出 “大车快速向左移动” 的控制指令，通过这种方式来减小货物的摆动。

• 模型预测控制（MPC）：MPC 根据起重机和货物的动态模型，预测未来一段时间内货物的摆动情况。然后通过优化算法，在满足各种约束条件（如电机的功率限制、速度限制等）的情况下，计算出最优的控制序列，使货物的摆动最小化。这种方法可以考虑到起重机系统的复杂动态特性和约束条件，有效地控制货物的摆动。

• 提前制动策略：这种方法基于起重机运动的物理规律。当起重机起升或平移货物时，根据目标位置和当前速度，预先计算出合适的制动点，在到达目标位置之前提前制动。例如，对于平移运动，根据起重机的运行速度、起升高度和负载重量等因素，估算出在距离目标位置多远处开始制动，使得在到达目标位置时，货物的摆动自然减小。其原理是通过减少货物到达目标位置时的水平速度，从而降低摆动幅度。

• 速度规划控制：根据起重机的运动学模型，对起升和运行速度进行规划。例如，采用梯形速度曲线或 S 型速度曲线。在加速阶段，以一定的加速度使起重机平稳启动，避免突然加速导致货物大幅摆动；在匀速阶段，保持稳定的速度运行；在减速阶段，按照合理的减速度使起重机平稳停止。这种速度规划可以减少货物在运动过程中的惯性力，从而降低摆动的产生。

• 开环控制方法

• 闭环控制方法

2. 防摇控制技术的应用

• 在船舶舱内作业中的应用：当船舶在海上需要调整货物的位置（如在舱内重新堆放货物）时，自动化起重机的防摇控制技术可以确保货物在吊运过程中的安全。由于船舶在航行过程中会产生摇晃，起重机的防摇控制可以减少货物摆动，避免货物与舱壁、其他货物碰撞，同时也方便船员准确地将货物放置到指定位置。

• 补给作业中的应用：在船舶进行海上补给时，如吊运燃油、淡水、食品等物资，防摇控制技术能够保证吊运的物资平稳地从补给船转移到接收船，防止物资因摆动而洒落或损坏，提高补给作业的安全性和成功率。

• 提高装卸效率：在港口进行集装箱装卸时，船舶自动化起重机的防摇控制技术可以使起重机快速、准确地将集装箱吊运到指定位置。例如，在将集装箱从船舶上吊到码头运输车辆上时，通过防摇控制，减少集装箱的摆动时间，从而缩短每个装卸周期的时间，提高港口的整体装卸效率。

• 保障货物安全：对于一些易碎、易损的货物（如精密仪器、玻璃制品等），防摇控制技术可以防止货物在吊运过程中因大幅摆动而损坏。在装卸过程中，起重机能够平稳地将货物放置到指定位置，避免了货物与其他物体的碰撞，保障了货物的完整性和安全性。

• 港口装卸作业中的应用

• 船舶自身货物吊运中的应用

船舶自动化起重机的防摇控制技术在不同类型船舶上的应用案例

介绍一下常见的船舶自动化起重机的品牌及型号

船舶自动化起重机的发展趋势是什么？