举高消防车是城市高层建筑消防救援的综合性特种设备。随着城市的快速发展和高层建筑的增多,势必对举高消防车在数量和性能上都将有更高的要求。要实现举高消防车按期望轨迹快速、平稳和准确地到达指定位置进行作业,就要求臂架系统具有良好的轨迹跟踪性能。由于举高消防车臂架系统具有多臂节、变截面、大臂长和工作环境复杂的特点,臂架系统的建模误差和外界干扰会严重影响末端轨迹的跟踪精度和跟踪性能。本文为了对举高消防车臂架系统实现准确且具有强鲁棒性地轨迹跟踪控制,主要做了以下工作:首先,仔细分析了举高消防车和相关工程机械臂的研究发展现状。主要包括对举高消防车产品和技术发展现状进行了分析,以及对工程机械臂的建模、振动控制、轨迹规划、轨迹跟踪和变形补偿的相关研究进行了详细总结。其次,完整地建立了举高消防车臂架系统动力学模型。考虑关节摩擦、液压缸铰点空间位置,建立了臂架机械系统和液压系统的完整动力学模型,得到了以控制信号为输入和关节变量为输出的关系,为控制器的设计奠定了基础。此外,设计了基于动态滑模控制理论的一阶和二阶滑模轨迹跟踪控制器。将滑模控制理论引入到举高消防车轨迹跟踪控制中,考虑由于建模误差和外界干扰对轨迹跟踪的影响,在分析滑模控制的基本原理和动态滑模控制的特点及设计原理的基础上,设计了一阶和二阶动态滑模控制器,对各个关节的轨迹跟踪进行了仿真分析,对比分析了不同级别干扰下的轨迹跟踪效果和抗干扰情况,验证和对比了两种控制方法的控制性能和控制效果。最后,提出了一种快速简单的臂架变形补偿方法。基于APDL建模、举高消防车作业空间离散化、三次样条函数拟合,再经过一次插值得到任意角度和臂长下的变形函数,利用期望角和变形函数反求出变形补偿后的角度,修正期望轨迹,结合动态滑模控制得到了基于变形补偿的动态滑模轨迹跟踪控制方法。