针对多桩锤控制同步时出现机电耦合作用影响控制效果的问题,对两桩锤间的机电耦合规律进行了研究。建立了打桩过程中＂锤-桩-土＂系统的动力学方程及两桩锤同步振动系统的机电耦合数学模型,据此建立了Matlab/Simulink仿真模型,对影响机电耦合的主要参数（电机转速差、初始相位差、土壤参数、安装位置与安装距离等）分别进行了数值仿真,发现机电耦合的结果是在一定的条件下可出现自同步现象（相位差收敛于零或某固定值）,通过仿真研究得出了基本的耦合规律。最后通过试验验证了数学模型与仿真结果的正确性。电机耦合规律分析结论为桩锤控制同步的控制策略的制定提供了理论依据。

波浪会影响船用起重机海上作业,为了保证吊装安全,有必要在船用起重机上加装波浪补偿装置。由于波浪补偿系统中液压元件本身所包含的非线性,常规PID算法虽然简单,但是由于其无法实时对其参数进行在线整定,难以保证波浪补偿的实时性和准确性,因此提出了一种基于模糊控制理论的PID参数自整定方案,建模仿真和现场实验结果均表明,控制器具有较快的响应速度、较小的超调、更高的精度。

为了减小船用起重机在海上作业时风浪对吊装的影响,介绍了一种船用起重机的升沉补偿系统,建立了系统的动力学状态空间模型。取船的升沉运动位移作为系统输入量,通过选择不同的状态变量作为反馈量,仿真分析了悬停状态下被动补偿模式和主动-被动补偿模式下载荷位移的变化,最后根据仿真结果比较分析了两种补偿模式下的动态性能,确定了以串级控制方式作为主动-被动补偿模式的控制策略。

为了减少船用起重机在海上作业时风浪对吊装的影响,延长海上作业时间,介绍了一种船用起重机的升沉补偿系统。在LMS.AMESim软件平台上建立了系统的仿真模型,通过仿真对比分析了4种模式下系统的动态性能,同时运用Design Exploration优化工具箱对PID控制器参数进行了自动优化,结果表明：被动升沉补偿模式下钢丝绳张力变化最小,主动-被动升沉补偿模式下比例阀有死区补偿时能够消除94%的船体升沉运动对载荷的影响,而无死区补偿只能达到84%。最后将仿真得到的优化控制参数应用于试验装置的控制之中,减少了试验装置的调整时间,得到了比较好的试验结果。

旋挖钻机钻杆升降系统作业频繁且能耗高，其卷扬系统一般采用带平衡阀的液压马达驱动，钻杆下降时在平衡阀的节流作用下钻杆大部分的重力势能转化为液压油的热能，为此，提出了利用带二次调节的泵／马达配合蓄能器进行钻杆下放的能量回收，同时在提升钻杆时从蓄能器释放能量的二次调节系统。建立了二次调节系统模型，采用基于主轴转速反馈的PID控制算法，对系统的动态性能进行了仿真，并且建立了蓄能器能量回收数学模型，根据仿真的数据获得了蓄能器的能量回收率和释放率。研究表明，闭环控制系统响应迅速，运行稳定。