塔式起重机作为一种用于搬运货物的工程机械,具备使用便捷、覆盖面积广等优点,被大量应用于生产建筑、货物装卸等工程领域。传统塔式起重机基本依靠工人手动操作,导致塔式起重机容易出现工作效率低、定位精度差以及货物摆动角度大等问题,直接影响工程项目的进度甚至引发危险。随着工程机械行业内控制理论和控制技术的快速发展,塔式起重机的自动化和智能化控制研究引起了行业内的重点关注,其中对于定位防摆问题的研究,是塔式起重机走向智能化和自动化道路的关键一步。现有关于塔式起重机定位防摆问题的研究资料中,多数研究都是将塔式起重机的动力学模型作为研究对象来进行控制,但此种研究方式较难与塔式起重机的电气控制系统相结合,较难考虑到驱动力对定位防摆控制的影响。为了更加接近塔式起重机的真实工作情况,本文采用多种软件分别对塔式起重机的机械结构以及电气控制系统进行建模,从机电联合仿真的角度对塔机定位防摆问题进行探讨。本次研究主要针对塔式起重机的变幅运动,对小车定位以及货物防摆问题进行研究,主要研究内容如下:（1）分析定位防摆影响因素。建立了塔式起重机整机的三维模型,据此得到了变幅机构动力学简图;从分析力学的角度出发,根据拉格朗日动力学方程建立了描述货物摆动特性的动力学模型,结合运动学说明了影响变幅小车定位的因素,为后续变幅运动的定位防摆控制研究提供了理论性质的依据。（2）搭建机电联合仿真平台。使用ADAMS/Cable模块,建立了变幅机构中钢丝绳与滑轮的缠绕模型,使用Matlab/Simulink建立了变幅机构的三相异步电机及变频调速控制模型,利用三种软件特有的数据交换接口,将塔式起重机的机械模型、钢丝绳与滑轮的缠绕模型以及电气控制系统模型集成为变幅机构的机电联合仿真平台。（3）使用自适应S形速度轨迹规划算法对定位防摆进行开环控制。介绍了常用的速度轨迹规划算法,并结合塔机变幅运动的特点,对传统S形速度轨迹算法进行了优化。采取控制变量法对起重量、变幅距离以及绳长均不同的小车变幅工况进行仿真分析,采取对照法对梯形、S形速度轨迹的控制效果进行仿真分析。验证了S形速度轨迹算法对变幅小车定位以及货物摆角抑制的良好控制效果,且控制效果优于梯形速度轨迹算法。（4）使用模糊PD控制算法对定位防摆进行闭环控制。本文建立了双PD控制器并结合塔机变幅运动的特点,使用模糊理论对PD控制器进行了优化,设计了小车位移模糊控制器以及货物防摆模糊控制器。采取对照法对传统PD控制器以及使用模糊理论优化后的PD控制器的控制效果进行对比,证明了模糊PD控制的优势。