论文以港口的重要装卸设备——桥式抓斗卸船机为研究对象,以抓斗驱动为研究主题,对抓斗驱动进行了全面的研究。 论文首先对自行小车式、绳索牵引式和机械差动式卸船机,进行了综合性的特点分析和性能比较,提出了电差动四卷筒式抓斗驱动的设想。然后,应用分析力学中的第二类拉格朗日方程(Lagrange),建立抓斗驱动系统的动态数学模型。从描述系统的数学模型可以看出,抓斗驱动系统属于多变量非线性藕合系统。论文通过对模型的进一步分析,在对卸船机实际作业研究的基础上,将抓斗运行依次规划为:垂直提升、平移上升复合运动、卸料平移返回、平移降落复合运动和加速垂直降落五个阶段。在抓斗运行规划的基础上,分段研究了抓斗驱动的控制问题。在MATLAB/SIMULINK环境下,建立了抓斗驱动系统的仿真模型;在仿真模型的基础上,研究抓斗运行中的摆动问题。通过仿真研究,验证了抓斗在差动驱动力的作用下,平衡偏角的存在,并提出了抓斗摆动中的平衡偏角概念。根据抓斗在差动力作用下,抓斗摆动的特点,提出了抓斗消摆控制的解决方案——摆角微分负反馈。并通过SIMULINK仿真的方法验证了方案的可行性和合理性。之后,在对抓斗驱动分阶段研究的基础上,对抓斗驱动的五个阶段,即卸船机的一个作业周期,进行了完整的动态仿真。 最后,论文对工程实践中的两个问题进行了分析,一个是抓斗摆角的状态观测器,另一个是关于支持绳和开闭绳的拉力平衡问题。同时,对电差动驱动系统构成给出了比较详细的说明。