相比桥式吊车，桅杆式吊车体积相对较小，既可以加载于车辆上，又可以固定于地面，具有较强的灵活性和更少的能耗，应用场景更加广泛。吊杆可以完成俯仰及旋转两个方向上的转动，在保证有限占地面积的同时极大地扩展了作业空间，提高了工作效率。
然而，桅杆式吊车状态量之间存在着非常强的耦合特性，同时涉及俯仰和旋转运动，会产生复杂的离心力，导致其动力学方程十分复杂，呈现出高度的非线性和耦合性，进一步增加了控制的难度。
研究挑战
相比桥式吊车，桅杆式吊车状态量之间存在着更强的耦合特性，同时涉及俯仰和旋转运动，会产生复杂的离心力，导致其动力学方程十分复杂，呈现出高度的非线性和耦合性，进一步增加了控制的难度。
研究成果
- 从工程角度出发，通过问题提炼，建立了桅杆式吊车系统的非线性完整动力学模型，并搭建了实验样机平台
- 在运动规划、非线性控制方面提出了若干种方法，大幅提高了系统的工作效率，在此基础上，发表了3篇IEEE Transactions论文
代表性论文
- N. Sun, T. Yang, et al., Adaptive anti-swing and positioning control for 4-DOF rotary cranes with parametric uncertainties: Design and experiments, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems, 2019年. (SCI一区，中科院TOP) [同时入选ESI热点+高被引论文]
- T. Yang, N. Sun, et al., Motion trajectory-based transportation control for 3-D rotary cranes: Analysis, design, and experiments, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2019年. (SCI一区，中科院TOP)
- N. Sun, T. Yang, et al., Nonlinear motion control of underactuated 3-dimensional boom crane systems with hardware experiments, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2019年. (SCI一区，中科院TOP)
- N. Sun, T. Yang, et al., An antiswing positioning controller for rotary cranes, IEEE International Conference on CYBER Technology in Automation, Control, and Intelligent Systems, 2017年
专利成果
- 孙宁，杨桐，陈鹤，钱彧哲，方勇纯，中国发明专利，欠驱动桅杆式起重机定位消摆非线性控制方法，专利号：201710300394.6，授权，授权日：2019.12.3