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龙图腾网获悉浙江工业大学申请的专利一种基于未知输入观测器技术的桥式吊车滑模控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114572831B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210206814.5，技术领域涉及：B66C13/06；该发明授权一种基于未知输入观测器技术的桥式吊车滑模控制方法是由陈强;李昊然;朱铮旸;何熊熊;欧县华设计研发完成，并于2022-03-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于未知输入观测器技术的桥式吊车滑模控制方法在说明书摘要公布了：一种基于未知输入观测器技术的桥式吊车滑模控制方法，建立桥式吊车系统的动力学模型，初始化系统状态及控制参数；设计未知输入观测器；设计双层双曲趋近律；基于未知输入观测器和双层双曲趋近律，设计滑模控制器。本发明能够有效解决不同持续性非匹配扰动条件下桥式吊车的快速定位问题，有效抑制桥式吊车的负载残余摆动，保证控制输入的平稳。

本发明授权一种基于未知输入观测器技术的桥式吊车滑模控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于未知输入观测器技术的桥式吊车滑模控制方法，其特征在于:所述方法包括下面步骤： 步骤1，建立桥式吊车系统的动力学模型，初始化系统的状态与控制参数，过程如下： 1.1桥式吊车的动力学表示为： 其中M,m分别表示台车的质量和负载的质量；表示台车运动时的加速度；l表示吊绳的长度；θ,分别表示负载摆动的角度，角速度和角加速度；F表示控制输入；dx表示匹配扰动集总项，包括摩擦力和未建模动力学；dθ表示非匹配扰动集总项，包括空气阻力和摩擦力；g表示重力加速度； 1.2结合式1-2可以得到台车运动时的加速度表达式为： 1.3将式3代入式2中，经过数学变换，得到控制输入F为： 其中， 1.4定义一个辅助控制量v： 将式5代入式4,重新进行变换得到： 1.5定义如下状态变量： 其中，xd,分别为台车运动的参考轨迹和速度；sec·表示余弦函数的倒数； 1.6结合式7构建下面形式的状态方程： 其中，分别表示式7中的一阶导数；λi,i＝1,2,3表示定义的辅助变量；表示状态变量的构造函数；它们的具体表达式如下： 1.7将式8变换为如下形式： 其中，dm＝λ2dx-λ3dθ； 1.8对于吊车的实际应用场景，负载摆动的角度满足因此式9定义的辅助变量λ1,λ2,λ3是有界的，同理构造函数也是有界的； 步骤2，设计未知输入估计器，估计吊车系统中的匹配与非匹配扰动，过程如下： 2.1假设匹配扰动与非匹配扰动，以及它们的一阶导数都是有界的，定义如下： 其中，分别表示匹配扰动与非匹配扰动的上界，分别表示匹配扰动与非匹配扰动一阶导数的上界； 2.2对变换后的吊车系统模型式10,进行一阶低通滤波变换，设计未知输入观测器如下： 其中,k＞0表示滤波系数；定义式12中[·]ks+1＝·f；式12转变为： 其中，表示原始状态变量经过低通滤波变换得到的的一阶导数，dmmf,vf,dmf表示dmm,v,dm经过低通滤波后的结果； 2.3式13中的各状态变量具有如下性质： 由式13-14得到dmmf,dmf的表达式： 结合式15设计扰动观测器，如下： 其中，表示扰动项dmm,dm的估计值； 2.4从式16中发现，扰动观测器只有一个滤波系数k可以进行调节，从而避免系统求导带来的噪声放大问题； 步骤3，双层双曲趋近律的设计，过程如下： 设计双层双曲趋近律，如下所示： 其中，表示待设计滑模面的一阶导数；γ1＞0,γ2＞0,k1＞0,k2＞0，p表示一个正奇数；tanhk1s表示双曲正切函数，表达式如下： asinhk2sp表示反双曲正弦函数，表达式如下： 步骤4，基于未知输入观测器技术的滑模控制律设计，过程如下： 4.1结合式7,定义滑模面如下： 其中，a＞0,b＞0,c＞0； 4.2结合式10对式20进行求导得： 4.3结合式16-17设计式10的基于双层双曲趋近律的滑模控制器为: 4.4选择下面的李亚普诺夫函数： 对上式进行求导，将式22代入，得到即判定系统是稳定的； 4.5将式22设计的辅助控制律代入到式6中，得到F表达式为: 式24表示吊车系统中实际控制律。

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