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摘要
在起重机工作时，负载围绕吊装线旋转，存在定位困难的问题，为此，以动量轮为执行机构，提出了一种基于角动量守恒定律的悬挂负载系统姿态控制方法。首先，对悬挂负载系统的机理与结构进行了研究，用欧拉角描述法推导出了系统的运动学方程，并基于角动量守恒定律对系统进行了动力学建模；然后，对系统的稳定性进行了研究，采用比例积分与比例微分混合控制律，实现了对俯仰方向旋转位置控制；并设计了比例微分控制律，抑制了外部干扰对俯仰方向旋转产生的摇晃；基于MATLAB的Simulink环境对系统进行了风力扰动下的仿真实验；最后，搭建了样机实验平台，进行了实际过程测试，结合测试结果对仿真结果进行了验证。研究结果表明：所设计控制律有效，位置控制角度误差达到10-2量级；解决了负载旋转定位困难的问题，抑制了外部干扰对俯仰方向旋转产生摇晃。
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