桥式吊车作为重型工程机械在港口、物流、制造等行业有着广泛的应用,传统的人工控制方法效率低、安全性差。随着各行各业自动化程度不断提升,对桥式吊车的防摇功能也有了更高的要求。桥式吊车在搬运过程中的摆动抑制自动控制是当前研究的热点之一,它属于经典欠驱动非线性强耦合系统,有必要为自动化桥式吊车设计一套完备的控制方案。本文从桥式吊车运行过程中的消摆与避障两个实际问题出发,以控制效果为主要衡量依据,探究简单可靠,便于推广应用的消摆避障解决方案。首先使用拉格朗日法建立桥式吊车系统动力学模型,对模型进行线性化近似。针对线性化后的模型,提出了采用五次摆角曲线多项式近似表示摆角曲线,通过限制吊车系统初始与终止状态,根据数学模型求出运行过程中小车速度的规划方法。为了权衡运行速度与运动过程中的摆角幅度,构建了评价函数J,通过改变q的取值大小调整评价函数的优化倾向,达到最优化的目的。搭建了Matlab Simulink ADAMS联合仿真平台,在ADAMS下搭建虚拟样机,对小车速度规划方法进行仿真,得到了较好的仿真结果。针对避障问题,提出了通过智能优化算法,将避障轨迹规划问题转化为B曲线轨迹评价函数在一定条件下求最优化的问题,基于Qt C++开发了上位机软件,能够在220毫秒内完成轨迹规划计算。针对吊重姿态检测问题,开发了吊重姿态检测装置嵌入式软件、硬件原理图、PCB布线、打板焊接,成功试制了样机。为了验证控制算法与检测装置,引入了桥式吊车比例缩放模型,基于贝加莱PCC开发了防摇实验平台控制程序,得到实验数据并分析,验证了控制算法。本文通过建模分析、算法设计、仿真、改进控制器、开发软硬件、实验,最终验证了控制算法的可行性与实际控制效果。针对桥式吊车运行防摇问题采用小车速度规划方法,实现小车无位置偏差,吊重无残余摆动;针对吊重避障问题采用三次B曲线轨迹规划方法安全避开障碍物,为桥式吊车的自动化控制提供了参考。