起重机防摆系统是一个复杂多变的非线性欠驱动系统，在工业控制领域中得到广泛应用。由于其多变量、强耦合的物理特性，成为非线性研究领域里一个典型的研究对象。本文将利用起重机系统无源性的特点，和滑模变结构控制及滤波器相结合在二维，三维空间分别对起重机的定位和防摆进行了研究，构造出简单易行且能够抵抗外界干扰的控制策略，为起重机的定位和防摆提供了重要的理论依据和实际指导意义。首先，将滑模变结构控制理论和无源控制结合，构造滑模面，将拉格朗日方程改为关于滑模面的一阶微分方程，利用系统无源性的特性，将滑模面作为输出，附加控制作为输入，构造了闭环非线性反馈控制器，该控制器具有对参数摄动的“完全自适应的特点”，提高了系统的鲁棒性，消除小车在定位过程中的超调现象，同时使负载在很短时间内达到防摆的目的。其次，基于含有系统能量的李雅普诺夫函数，在全局渐进稳定的基础上，构造无源反馈控制器，利用用滤波器的跟踪特性，将其输出代替小车的反馈速度，只需利用小车位移的反馈信息，达到小车定位和防摆的控制效果，进一步简化了控制器的设计，减小了控制成本，降低了起重机操作过程的复杂度。再次，针对起重机出现三维空间的摆动时，分析系统在三维空间的无源性，修正系统能量函数，利用无源性无奇异点，控制结构简单，鲁棒性强的控制特点，构造反馈PD控制器。将该控制器应用到起重机起吊过程中，具有比较强的抗干扰能力,实现了短时间定位和防摆的控制目的。