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桥式起重机广泛地应用于工业厂房、仓库运输、码头等众多场合，减轻了工人劳动强度，提高了生产效率，在现代化生产过程中发挥了非常重要的作用。频繁发生的桥式起重机事故给人们的生命和财产带来了严重损失，引起了越来越多研究机构的高度重视。桥式起重机频繁的起止动易于引起载荷的摆动，载荷的摆动是桥式起重机事故发生的主要原因之一，因此，有效地抑制桥式起重机载荷摆动可以保证起重机稳、准、快的安全生产，减少桥式起重机事故的发生，提高桥式起重机的工作效率、安全性和可靠性。
以桥式起重机为研究对象，基于输入整形理论以及最优控制理论，围绕着消除桥式起重机载荷摆动的相关内容进行了系统、深入的研究。主要研究内容如下：
(1)根据桥式起重机柔性的机械结构特点，建立了桥式起重机非线性化动力学模型，在一定条件下将其简化为线性化动力学模型；基于Matlab仿真软件建立桥式起重机仿真实验系统，并对桥式起重机做了动态特性分析；桥式起重机的小车和桥由各自的驱动电动机驱动而往复运动，小车通过钢丝绳拉动载荷移动，小车的加、减速运动引起载荷的摆动，载荷的摆动无执行器直接驱动，只有通过控制小车的运动才可以有效抑制载荷的摆动。
(2)针对桥式起重机载荷摆动模型，根据输入整形器脉冲响应、灵敏度曲线、零极点分布、频率响应，设计零振动输入整形器、零振动微分输入整形器、极不灵敏输入整形器；基于Matlab仿真软件建立桥式起重机仿真实验系统，分析了这三种典型输入整形器的零极点分布和幅频特性，将三者应用到抑制桥式起重机载荷摆动的控制仿真实验，比较了三者控制性能的优缺点。为提高输入整形器的鲁棒性、最优性和实用性奠定了基础。
(3)基于输入整形理论和最优控制理论，根据桥式起重机的动态特性，基于最优二次型设计了的摆动幅值最优输入整形器；基于零振动微分输入整形器和极不灵敏输入整形器设计了混合摆动幅值最优输入整形器；根据桥式起重机载荷摆动的频率和阻尼比设计了基于变参数的摆动幅值最优输入整形器；根据载荷起升的情况设计了基于钢丝绳绳长的摆动幅值最优输入整形器。将所设计的最优输入整形器应用到抑制桥式起重机载荷摆动的仿真实验中，对它们的控制性能进行了对比研究，获知基于钢丝绳绳长的摆动幅值最优输入整形器抑制桥式起重机载荷摆动的效果较好，且有利于在实际工程中实现对桥式起重机的控制。
(4)为了验证最优输入整形器抑制桥式起重机载荷摆动控制策略的有效性，设计了桥式起重机变频调速实验系统。根据桥式起重机不同运行机构选用了电动机，选用Siemens公司SIMATIC系列的S7-200型可编程序控制器和YASKAWA公司VARISPEED系列的616G5型变频器的变频调速控制组合。设置了可编程序控制器与上位机以及变频器实现通信的软硬件相关参数，完成了桥式起重机变频调速实验系统电气控制部分的总体设计。