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第42卷第4期算机仿真2025年4月

文章编号：1006-9348（2025)04-0184-06

时间-摆角最优的桥式起重机变绳长轨迹规划

于子安，陈鹏？，牛王强1*，黄文波！

（1.上海海事大学航运技术与控制工程交通行业重点实验室，上海201306；

2.上海振华重工（集团）股份有限公司，上海200125

摘要：为了解决二维桥式起重机的负载摆动问题，设计了一种在可变绳长下作业的轨迹规划方法，旨在使小车在规定的时间

内到达指定位置的同时抑制负载的摆动。首先，考虑绳长可变的情况，基于微分平坦理论，通过定义一对平坦输出来重构负

载摆动与小车运动的耦合关系。其次，分析指出起重机一次运行周期时需要的约束。之后基于非均匀B样条曲线参数化

平坦输出，其中B样条曲线的控制点序列由设计的多项式曲线得到。然后，采用权重法解决有关负载摆动角度和小车运输

时间的多目标优化问题，通过粒子群算法求出最优参数。最后，提供了仿真结果和与其它方法的仿真对比来说明所提出方

法的性能。

关键词：微分平坦；轨迹规划；桥式起重机；摆角

中图分类号：TP391.9文献标识码：B

Time-SwingAngleOptimalLongTrajectoryPlanningofBridge

CranewithVariableRope

YUZi-an,ChenPeng,NIUWang-qiang*,HuangWen-bo

(1.KeyLaboratoryofTransportIndustryofMarineTechnologyandControlEngineering,

ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai201306,China;

2.ShanghaiZhenhuaPortMachineryCompanyLimited,Shanghai200125,China)

ABSTRACT:Inordertosolvetheloadswingproblemoftwo-dimensionaloverheadcrane,atrajectoryplanning

methodundervariableropelengthisdesigned,whichaimstomakethetrolleyreachthespecifiedpositionwithinthe

specifiedtimewhilesuppressingtheloadswing.Firstly,consideringthevariableropelength,basedonthedifferential

flatnesstheory,thecouplingrelationshipbetweentheloadswingandthetrolleymotionisreconstructedbydefininga

pairofflatoutputs.Secondly,theanalysispointsouttheconstraintsrequiredforthecranetooperateonecycle.Third-

ly,theflatoutputisparameterizedbasedonthenon-uniformB-splinecurve,wherethecontrolpointsequenceofthe

B-splinecurveisobtaine