JPH05286691A - クレーン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トロリーの減速を開始前にロープに振れがあ
った場合でも、トロリーり走行終了後にロープの振れが
残らないようにする。 【構成】 ＣＰＵ２０には、振れ角検出器２１、微分器
２２、ロープ長検出器２３、トロリー速度検出器２４、
トロリー駆動装置２５が接続される。ＣＰＵ２０は、振
れ角検出器２１、微分器２２、ロープ長検出器２３、ト
ロリー速度検出器２４の検出結果に基づき、「ロープの
振れ角」、及び「ロープの振れ角速度／（重力加速度／
ロープの長さ）^1/2 」を軸とする位相面上の軌跡を追跡
し、この位相面上の軌跡の座標、及びロープ長さ、トロ
リー速度、トロリー加速度の値を入力としてロープの振
れ止めに必要なトロリーの速度パターンを求め、トロリ
ー１２の走行が終了する際、位相面上の軌跡の座標が位
相面の原点に到達するようにトロリー１２の速度制御を
行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロープにより吊荷を吊
下げたトロリーをレール上で移動走行させるクレーンに
おける制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のクレーン制御装置における制御方
法を図１０、図１１、図１２を用いて説明する。

【０００３】ここで云うクレーンとは、図１０にモデル
的に示すように、レール１１上のトロリー１２の移動
と、トロリー１２から垂らしたロープ１３の上げ下げに
より荷役を行なうものをいう。なお、１４はロープ１３
により吊り下げられた吊荷である。

【０００４】このようなクレーンにおいて、自動運転を
行なう場合、図１１に示すような速度パターンでトロリ
ー１２を動作させることにより、トロリー１２の動作が
終了した後、ロープ１３の振れが残らないように制御す
る。

【０００５】上記トロリー１２のに速度パターンは、ロ
ープ１３の振れ角（θ）と、「ロープの振れ角速度
（θ′）／（重力加速度／ロープの長さ）^1/2 」を軸と
する位相面上における幾何学的な計算により求めること
ができる。

【０００６】例えば、図１１に示すような速度パターン
でトロリー１２を走行させた場合、ロープ１３の振れに
関する位相面上の軌跡のうち、時間Ｔ1 から時間Ｔ4 ま
でを位相面上の軌跡として示すと、図１２における円弧
Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 となる。但し、減速開始点Ｔ1 におい
てロープ１３の振れはないものとする。

【０００７】減速開始点Ｔ1 においては、ロープ１３は
振れていないことを前提（θ＝０）としているので、軌
跡は位相面の原点から出発し、トロリー１２が加速度ａ
1 で減速する間は、位相面上の座標（０，ａ1 ／ｇ）を
中心とする円弧Ａ1 となる。次にトロリー１２が加速度
ａ2 で加速する間は、軌跡は位相面上の座標（０，ａ2
／ｇ）を中心とする円弧Ａ2 となる。次にトロリー１２
が加速度ａ3 で減速する間は、軌跡は位相面上の座標
（０，ａ3 ／ｇ）を中心とする円弧Ａ3 となり、トロリ
ー１２の速度（ｖ）が０になると同時に、軌跡（円弧Ａ
3 ）が原点に到達することで、トロリー１２の動作終了
後は、ロープ１３の振れが残らないようにする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のク
レーン制御方法では、次のような問題点がある。

【０００９】従来の制御方法は、ロープ１３の振れ角の
如何に関わらず決められた速度パターンでトロリー１２
を走行させるだけであり、振れ角のフィードバック制御
は行なっていない。このため振れ止め開始前にロープ１
３に振れがあったり、振れ止め制御途中で風などの外乱
があると、ロープ１３の振れに関する軌跡が、図１２に
示す予定していた軌跡とは異なった軌跡を描いてしま
い、トロリー１２の走行終了後に軌跡が原点に到達せず
も、ロープ１３の振れが残ってしまうという問題があっ
た。

【００１０】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、振れ止め制御前にロープに振れがあったり、振れ止
め制御途中に風などの外乱により位相面上に予定してい
た軌跡からずれてしまった場合でも、トロリーり走行終
了後にロープの振れが残らないようにすることが可能な
クレーン制御装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、荷物をロープ
により吊下げたトロリーの速度制御を行なうクレーン制
御装置において、上記トロリーから垂らしたロープの振
れ角、及び振れ角速度を測定する測定手段と、上記測定
手段の測定結果に基づき、「ロープの振れ角」、及び
「ロープの振れ角速度／（重力加速度／ロープの長さ）
^1/2 」を軸とする位相面上の軌跡を追跡する追跡手段
と、上記追跡手段により求めた位相面上の軌跡の座標、
及びロープ長さ、トロリー速度、トロリー加速度の値を
入力として、ロープの振れ止めに必要なトロリーの速度
パターンを求める演算手段と、上記演算手段により計算
された速度パターンに基づいてトロリーの速度を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】各検出手段の検出結果に基づき、「ロープの振
れ角」、及び「ロープの振れ角速度／（重力加速度／ロ
ープの長さ）^1/2 」を軸とする位相面上の軌跡を追跡
し、この位相面上の軌跡の座標、及びロープ長さ、トロ
リー速度、トロリー加速度の値を入力としてロープの振
れ止めに必要なトロリーの速度パターンを求め、トロリ
ーの走行が終了する際、位相面上の軌跡の座標が位相面
の原点に到達するようにトロリーの速度制御を行なう。

【００１３】従って、上記位相面上において、原点以外
の点から出発した軌跡についても、最終的に原点に到達
するように、トロリーの速度制御が行なわれ、トロリー
を減速させる前にロープが振れていても、トロリーの動
作終了後にロープの振れが残らないようにすることが可
能になる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。

【００１５】（第１実施例）図１は本発明の実施例に係
るクレーン制御装置の構成を示すブロック図である。同
図において、２０は制御動作を行なうＣＰＵで、このＣ
ＰＵ２０には、振れ角検出器２１、微分器２２、ロープ
長検出器２３、トロリー速度検出器２４、トロリー駆動
装置２５が接続される。

【００１６】上記振れ角検出器２１は、図１０における
ロープ１３の振れ角（θ）を検出し、ＣＰＵ２０及び微
分器２２に入力する。微分器２２は、振れ角検出器２１
により検出された振れ角（θ）を微分してロープ１３の
振れ角速度（θ′）を求め、ＣＰＵ２０に入力する。ロ
ープ長検出器２３は、ロープ１３の長さ（Ｌ）を検出
し、ＣＰＵ２０に入力する。ＣＰＵ２０は、振れ角検出
器２１、微分器２２、ロープ長検出器２３、トロリー速
度検出器２４からの信号に基づいて速度信号を求め、ト
ロリー駆動装置２５に出力する。このトロリー駆動装置
２５は、ＣＰＵ２０からの速度信号に従ってトロリー１
２を走行させる。

【００１７】次に上記実施例の動作を図１ないし図６を
参照して説明する。図２はＣＰＵ２０において実行され
るフローチャート（プログラム例）である。図３及び図
４は、トロリー１２の速度パターンを示し、図５及び図
６はロープ１３の振れに関する位相面上の軌跡である。

【００１８】本発明による制御装置は、図３に示すトロ
リー１２の速度パターンにおいて、停止制御を開始する
Ｔ1 時点からＴ3 時点までは従来と同じ制御方法でトロ
リー１２の停止制御を行なう。そして、トロリー１２が
走行終了直前の減速に切替わる時点（図３におけるＴ3
時点）で図２に示すプログラムを起動し、トロリー１２
の走行が終了するまで一定の周期（Δｔ）で繰り返し実
行する。以下、この図２における各ステップの動作につ
いて説明する。

【００１９】［ステップＡ1 ］プログラムが起動された
直後に変数の初期化を行なう。

【００２０】本制御装置の制御ステージをステージ１に
セットする。

【００２１】トロリー１２の加速度ａの値を予め分かっ
ている加速度ａ3 で初期化する。

【００２２】トロリー１２の速度ｖの値を制御開始時の
トロリー速度で初期化する。

【００２３】ロープ長Ｌの値を予め分かっている値で初
期化する。

【００２４】［ステップＡ2 ］ロープ振れ角度検出器２
１、微分器２２、ロープ長検出器２３により、それぞれ
検出された値を、θ（ロープ振れ角度）、θ′（ロープ
振れ角速度）、Ｌ（ロープ長）に代入する。

【００２５】［ステップＡ3 ］θ（ロープ振れ角度）、
θ′（ロープ振れ角速度）、Ｌ（ロープ長）に基づい
て、現在の位相面上の軌跡の座標を計算する。

【００２６】 位相面の座標＝（θ，θ′／（ｇ／Ｌ）^1/2 ） 但し、ｇは重力加速度である。

【００２７】［ステップＡ4 ］制御ステージをチェック
し、ステージ１であればステップＡ5 に進み、ステージ
２であればステップＡ11に進む。最初はステージ１がセ
ットされているので、ステップＡ5 に進む。

【００２８】［ステップＡ5 ］トロリー１２を、仮に現
在の加速度のまま減速させたとして、トロリー１２の速
度が「０」となる、つまり、トロリー１２の走行が終了
するまでに要する時間ｔx を、現在のトロリー速度ｖと
加速度ａから図３に示すように求める。

【００２９】ｔx ＝ｖ／ａ 次に、現時点からｔx 後、つまり、トロリー１２の走行
が（このままの加速度を維持すると）終了する時点にお
ける、位相面上の軌跡の座標Ｅを予測する。

【００３０】この座標は図５に示すように、現在の軌跡
の座標Ｘ （θ，θ′／（ｇ／Ｌ）^1/2 ） から出発し、位相面上の点、 （０，ａ／ｇ） を中心として左回りに φ＝ｔx ＊（ｇ／Ｌ）^1/2 （ｒａｄ） ほど回転させた点として幾何学的に求めることができ
る。

【００３１】［ステップＡ6 ］ステップＡ5 で予測した
トロリー１２の走行終了時における位相面上の軌跡の座
標Ｅが原点に到達しているかなを判断し、到達していれ
ばロープ１３の振れは止まるので、ロープ１３の加速度
ａを現状のまま維持し、ステップＡ9 に進むが、原点に
到達していなければステップＡ7 に進む。

【００３２】［ステップＡ7 ］制御ステージをステージ
２に変更する。

【００３３】［ステップＡ8 ］トロリー１２の加速度を
変更する。

【００３４】トロリー１２の走行終了時点における位相
面上の軌跡の座標Ｅが図５に示すように位相面の左半平
面にあると予測された場合は、ロープ１３の振れが
「０」になるよりも、トロリー１２の速度が「０」とな
るのが遅すぎるので、トロリー１２の速度が早く「０」
になるようにトロリー１２の加速度を現状よりも大きい
値ａbig に変更する。

【００３５】逆にトロリー１２の走行終了時点における
位相面上の軌跡の座標Ｅ′が図６に示すように位相面の
右半平面にあると予測された場合は、ロープ１３の振れ
が「０」になるよりも、トロリー１２の速度が「０」と
なるのが早すぎるので、トロリー１２の速度が遅く
「０」になるようにトロリー１２の加速度を現状よりも
小さい値ａsmall に変更する。

【００３６】これらの加速度のの値は予め決めておいて
も良いし、時々刻々の加速度等から適当な値を計算して
も良い。

【００３７】［ステップＡ9 ］トロリー駆動装置２５に
出力する速度信号ｖを ｖ＝ｖ0 ＋ａ＊δｔ の式により計算する。ここでｖ0 は速度信号の前回値
で、この値も「ｖ0 ＝ｖ」として更新する。

【００３８】［ステップＡ10］トロリー１２の速度ｖが
「０」になったか否かを判断し、「０」になったら制御
を終了する。

【００３９】トロリー１２の速度が「０」よりも大きい
場合は、ステップＡ2 へ戻る。

【００４０】その後、ステップＡ2 よりステップＡ3 を
経てステップＡ4 に進むと、制御ステージを判断する
が、この時点ではステージ２に変更されているので、ス
テップＡ11に進む。

【００４１】［ステップＡ11］現在の位相面上の軌跡の
座標から位相面の原点に到達するためのトロリー１２の
加速度を計算する。

【００４２】これは、図５、図６に示すように現在の位
相面上の軌跡の座標Ｘ1 、もしくは座標Ｘ1 ′ （θ，θ′／（ｇ／Ｌ）^1/2 ） と、位相面の原点の両方を通る円で、円の中心がθ軸上
にあるものを幾何学的な計算により求める。

【００４３】この円の中心の座標は、 （０，ａnew ／ｇ） とも表せるので、この座標から、軌跡が原点に到達する
のに必要な加速度ａnewを計算する。

【００４４】このとき、トロリー速度ｖと新しく求めた
加速度ａnew からトロリー１２の走行が終了するまでの
時間を計算することができる。

【００４５】ｔx ＝ｖ／ａnew また、上記円上の現在の軌跡から位相面の原点までの縁
故の中心角σと、軌跡の角速度（ｇ／Ｌ）^1/2 から軌跡
が原点に達するまでの時間を計算することができる。

【００４６】ｔy ＝σ／（ｇ／Ｌ）^1/2 ［ステップＡ12］上記ｔx とｔy とを比較し、両者が等
しくなければ上記ステップＡ9 により速度信号をトロリ
ー駆動装置２５に出力する。そして、 ｔx ＝ｔy となったところで、ステップＡ13に進む。

【００４７】［ステップＡ13］制御ステージをステージ
１に戻す。

【００４８】［ステップＡ14］加速度を上記加速度ａne
w に変更し、上記ステップＡ9 に進む。

【００４９】以下、同様の処理を繰り返し、ステップＡ
10でトロリー速度ｖが「０」になった時点で制御動作を
終了する。

【００５０】上記のようにロープ１３の振れ角（θ）
と、「ロープの振れ角速度（θ′）／（重力加速度／ロ
ープの長さ）^1/2 」を軸とする位相面上における幾何学
的な計算により、トロリー１３の速度パターンを決定す
ることにより、振れ止め制御を行なう前にロープ１３が
振れていたり、振れ止め制御中に外乱により振れが変化
しても、ロープ１３の走行終了後は、振れが残らないよ
うにすることができる。

【００５１】（第２実施例）次に本発明の第２実施例を
図１、図７、図８、図９を参照して説明する。この第２
実施例は、第１実施例の図１に示した回路において、図
７のフローチャートに示す処理を実行する。

【００５２】図８はロープ１３の振れに関する位相面上
の軌跡である。図９はトロリー１２の速度と、ロープ１
３の振れ角度を時間を横軸にとって表したものである。

【００５３】図７に示すフローチャートは、図９におけ
るトロリー１２の速度が一定の速度（Ｖ）のとき、停止
制御を開始する時間Ｔs において起動され、以後一定の
周期（Δｔ）で繰り返し実行される。以下、この図７に
おける各ステップの動作について説明する。

【００５４】［ステップＢ1 ］プログラムが起動された
直後に初期化を行なう。

【００５５】ｉ（トロリー１２の加速度が、ａ1 （ｉ＝
０）、ａ2 （ｉ＝１）、ａ3 （ｉ＝２）のうち、いずれ
の値をとっているかを表す整数）の値を０とする。

【００５６】ｖ′（プログラムが前回実行されたときの
トロリー１２の速度）を、現在のトロリー速度ｖで初期
化する。

【００５７】［ステップＢ2 ］ロープ振れ角度検出器２
１、微分器２２、ロープ長検出器２３、速度検出器２４
により、それぞれ検出された値を、θ（ロープ振れ角
度）、θ′（ロープ振れ角速度）、Ｌ（ロープ長）、ｖ
（トロリー速度）に代入する。

【００５８】［ステップＢ3 ］ｉが「０」か否かをチェ
ックし、ｉ＝０（トロリー加速度＝ａ1 ）であれば［ス
テップＢ4 ］に進み、ｉ≠０であれば［ステップＢ9 ］
へ進む。最初は、ｉの値が「０」に初期化されているの
で、ステップＢ4 に進む。

【００５９】［ステップＢ4 ］まず、入力したθ（ロー
プ振れ角度）、θ′（ロープ振れ角速度）、Ｌ（ロープ
長）、ｇ（重力加速度）を用いて現在の位相面上の軌跡
の座標を求める。

【００６０】（θ，θ′／（ｇ／Ｌ）^1/2 ） 図８において、この座標を点Ｘ1 とすると、点Ｘ1 はト
ロリー１２が加速度ａ1 で減速しているので位相面上の
点Ｐ1 を起点とし、点（０，ａ1 ／ｇ）を中心とする円
弧Ｃ1 上にある。

【００６１】点Ｐ1 は、トロリー１２が加速度ａ1 で減
速を開始する以前（トロリー１２が一定の速度で走行
中）のロープ１３の振れの軌跡Ｃ0 （トロリー１２の加
速度は「０」なので位相面の原点を中心とする円弧にな
っている）から点（０，ａ1 ／ｇ）を中心とする軌跡Ｃ
1 へ切替わった時の座標である。

【００６２】ここで、現時点（トロリー１２は加速度ａ
1 で減速中）において、トロリー１２の加速度をａ2 に
切替えた場合に、ロープ１３の振れが残らないようにす
ることを考える。

【００６３】トロリー１２を加速度ａ2 で動かすことに
より、位相面上の軌跡は、図８のように点Ｘ1 を起点と
して、点Ｄ（０，ａ2 ／ｇ）を中心とする円弧（軌跡Ｃ
2 ′とする）に切替わる。

【００６４】この後、トロリー１２の加速度をａ3 に切
替えて減速を行なうが、ロープ１３の振れが残らないよ
うにするためには、位相面上の軌跡を原点に到達させる
必要がある。

【００６５】このためには、位相面上の軌跡（円弧Ｃ2
′）が、点Ｅ（０，ａ3 ／ｇ）を中心とする半径ａ3
／ｇの円弧（ｃ3 ）と交わったとき、（点Ｘ3 ）トロリ
ー１２の加速度をａ2 からａ3 に切替えればよい。

【００６６】このときの、トロリー１２をそれぞれ加速
度ａ2 、ａ3 で動かす時間をｔ2 、ｔ3 とおき、これを
位相面上の幾何学的な計算により求める。

【００６７】まず、トロリー１２を加速度ａ2 で動かす
時間ｔ2 は、位相面上の軌跡（円弧Ｃ2 ′）の中心角を
θ2 とおき、このθ2 から求めることができる。

【００６８】中心角θ2 を位相面のθ軸を境としてθ21
とθ22に分ける。

【００６９】θ21は点Ｘ1 の座標を用いて次のように計
算することができる。

【００７０】

【数１】 （点Ｆは点Ｘ1 からθ軸へ下ろした垂線とθ軸が交わる
点）また、θ22は三角形ＤＥＸ3 に関する第１余弦定理 ｜ＥＸ3 ｜² ＝｜ＤＥ｜² ＋｜ＤＸ3 ｜² −２｜ＤＥ｜
｜ＤＸ3 ｜cos θ22 より θ22＝cos ^-1{ （｜ＤＥ｜² ＋｜ＤＸ3 ｜² −｜ＤＸ3 ｜² ）／２｜ＤＥ｜｜ＤＸ3 ｜｝ …（２） ここで、

【数２】 より、

【数３】 が得られる。よって、

【数４】 となる。

【００７１】ここで、位相面上の軌跡（円弧Ｃ2 ′）に
おいては、軌跡は点Ｄ（０，ａ2 ／ｇ）を中心として、
角速度（ｇ／Ｌ）^1/2 （rad ／sec ）で進むので、点Ｘ
1 から点Ｘ3 に軌跡が進むのに要する時間、つまり、ト
ロリー１２が加速度ａ2 で動く時間ｔ2 は、次のように
計算できる。

【００７２】

【数５】 同様に、トロリー１２を加速度ａ3 で減速する時間ｔ3
を求める。

【００７３】時間ｔ3 は、図８の位相面上の軌跡（円弧
Ｃ3 ）（点Ｘ3 →原点）の中心角θ3 を角速度（ｇ／
Ｌ）^1/2 （rad ／sec ）で除算することで計算できる。

【００７４】 ｔ3 ＝θ3 ／（ｇ／Ｌ）^1/2 …（９） ここで、θ3 は三角形ＤＥＸ3 に関する第２余弦定理 ｜ＤＸ3 ｜² ＝｜ＤＥ｜² ＋｜ＥＸ3 ｜² −２｜ＤＥ｜
｜ＥＸ3 ｜cos θ3 より θ3 ＝cos ^-1{ （｜ＤＥ｜² ＋｜ＥＸ3 ｜² −｜ＤＸ3 ｜² ）／２｜ＤＥ｜｜ＥＸ3 ｜｝ …（１１） （３），（４），（５）式より、 θ3 ＝cos ^-1{ （２ａ3 ² ／ｇ² −２ａ2 ａ3 ² ／ｇ² −θ′² Ｌ／ｇ−θ² ＋２θａ2 ／ｇ） ／（｜ａ2 −ａ3 ｜｜ａ3 ｜／ｇ² ）｝ …（１２） が得られる。

【００７５】上記（９），（１２）式より、 ｔ3 ＝（Ｌ／ｇ）^1/2 × cos ^-1{ （２ａ3 ² ／ｇ² −２ａ2 ａ3 ² ／ｇ² −θ′² Ｌ／ｇ−θ² ＋２θａ2 ／ｇ） ／（｜ａ2 −ａ3 ｜｜ａ3 ｜／ｇ² ）｝ …（１３） 以上の計算により、トロリー１２を加速度ａ1 で減速中
に、加速度ａ2 、ａ3へ切替える場合に、ａ2 、ａ3 の
それぞれの加速度でトロリー１２を動作させる時間ｔ2
、ｔ3 を求めることができる。次いで、ステップＢ5
に示す処理へ進む。

【００７６】［ステップＢ5 ］ここで、トロリー１２の
動作が終了した後にロープ１３の振れが残らないように
するためには、現在のトロリー１２の速度（ｖ）から加
速度ａ2 で時間ｔ2 、加速度ａ3 で時間ｔ3 で、それぞ
れ動作させた後の速度が０であればよい。

【００７７】つまり、 ｖ＋ａ2 ｔ2 ＋ａ3 ｔ3 ＝０ …（１４） が成立した時点で、トロリー１２の加速度をａ1 からａ
2 へ切替えればよい。

【００７８】このステップＢ5 では、（１４）式が成立
するか、もしくは（１４）式の左辺の符号が、前回（Δ
ｔsec 前）と反転した時に、ステップＢ7 へ進む。

【００７９】前記条件が満たされない場合は、ステップ
Ｂ6 へ進む。

【００８０】［ステップＢ6 ］トロリー１２の速度指令
値ｖ0 を計算する。

【００８１】速度指令値ｖ0 は、次式に示すようにトロ
リー１２の速度の前回値ｖ′に加速度ａ1 による増分も
加えることで計算する。

【００８２】 ｖ0 ＝ｖ′＋ａ1 Δｔ …（１５） ［ステップＢ7 ］トロリー１２の加速度がａ1 からａ2
に切替わったことを示すため、ｉの値を ｉ＝１ …（１６） とする。

【００８３】その後、ステップＢ10へ進む。

【００８４】［ステップＢ10］トロリー１２の加速度が
ａ2 に切替わった後の速度指令値ｖ0 を ｖ0 ＝ｖ′＋ａ2 Δｔ …（１７） により計算する。

【００８５】［ステップＢ8 ］上記ステップＢ3 で「ｉ
≠０」であると判断された場合は、更にステップＢ8で
「ｉ＝１」であるか否かを判断し、ｉの値が「１」（つ
まりトロリー加速度がａ2 ）であれば、ステップＢ9
へ、それ以外の値であればステップＢ12へ進む。

【００８６】［ステップＢ9 ］ここでは、トロリー１２
の加速度をａ2 のまま維持するべきか、ａ3 に切替える
べきかを判断する。

【００８７】すなわち、図９において、トロリー１２の
加速度がａ1 からａ2 に切替わった時間をＴc とおく
と、ステップＢ4 の（８）式で計算されたように、加速
度ａ2でトロリー１２を動かす時間はｔ2 であるので、
現在の時間をｔとおくと、 Ｔc ≦ｔ＜Ｔc ＋ｔ2 …（１８） であれば、トロリー１２の加速度をａ2 のまま維持し、
上記したステップＢ10へ進む。

【００８８】また、 Ｔc ＋ｔ2 ≦ｔ …（１９） であれば、トロリー１２の加速度をａ3 に切替え、ステ
ップＢ11へ進む。

【００８９】［ステップＢ11］トロリー１２の加速度
が、ａ2 からａ3 に切替わったことを示すため、ｉの値
を ｉ＝２ …（２０） とし、ステップＢ12へ進む。

【００９０】［ステップこ12］トロリー１２の加速度が
ａ3 に切替わった後の、速度指令値ｖ0 を ｖ0 ＝ｖ′＋ａ2 Δｔ …（２１） により計算し、ステップＢ13に進む。

【００９１】［ステップＢ13］このステップでは、制御
の終了を判定する。

【００９２】トロリー１２を加速度ａ3 で動かす時間ｔ
3 は（１３）式により計算されており、時間ｔが次式 Ｔc ＋ｔ2 ≦ｔ＜Ｔc ＋ｔ2 ＋ｔ3 …（２２） を満たす間はトロリー１２の加速度をａ2 のまま維持し
てステップＢ14へ進む。

【００９３】［ステップＢ14］今回の速度指令値（ｖ0
）をｖ′に保存する。

【００９４】［ステップＢ15］速度指令値（ｖ0 ）を速
度信号としてトロリー駆動装置２５に出力する。

【００９５】その後、ステップＢ2 に戻り、同様の制御
動作を繰り返す。

【００９６】そして、上記ステップＢ13において、時間
ｔが ｔ≧Ｔc ＋ｔ2 ＋ｔ3 …（２３） になったと判断されると、制御動作を終了する。

【００９７】このとき、（１４）式によりトロリー１２
の速度ｖは「０」であり、ステップＢ4 で計算したよう
に位相面上の軌跡は原点に到達しており、トロリー１２
が一定の速度で走行しているときにロープ１３が振れて
いても、トロリー１２の停止後はロープ１３の振れが残
らない。

【００９８】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ロ
ープの振れ角及びロープの振れ角速度／（重力加速度／
ロープ長さ）^1/2 を軸とする位相面上における幾何学的
な計算により、トロリーの速度パターンを決定するよう
にしたので、トロリーの走行途中でロープが振れていた
り、振れ止め制御中に外乱により振れが変化しても、ト
ロリーの走行終了後はロープの振れが残らないようにす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るクレーン制御装置の構成
を示すブロック図。

【図２】本発明の第１実施例の動作を示すフローチャー
ト。

【図３】同実施例におけるトロリーの速度パターンを示
す図。

【図４】同実施例におけるトロリーの速度パターンを示
す図。

【図５】同実施例における位相面上の軌跡を表す図。

【図６】同実施例における位相面上の軌跡を表す図。

【図７】本発明の第２実施例の動作を示すフローチャー
ト。

【図８】同実施例における位相面上の軌跡を表す図。

【図９】同実施例におけるトロリー速度及びロープの振
れ角を示す図。

【図１０】クレーンのモデルを示す図。

【図１１】従来の振れ止め制御におけるトロリーの速度
パターンを示す図。

【図１２】従来の振れ止め制御における位相面上の軌跡
を示す図。

【符号の説明】

１１…レール、１２…トロリー、１３…ロープ、１４…
吊荷、２１…ロープ振れ角度検出器、２２…微分器、２
３…ロープ長検出器、２４…トロリー速度検出器、２５
…トロリー駆動装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷物をロープにより吊下げたトロリーの
   速度制御を行なうクレーン制御装置において、 上記トロリーから垂らしたロープの振れ角、及び振れ角
   速度を測定する測定手段と、 上記測定手段の測定結果に基づき、「ロープの振れ
   角」、及び「ロープの振れ角速度／（重力加速度／ロー
   プの長さ）^1/2 」を軸とする位相面上の軌跡を追跡する
   追跡手段と、 上記追跡手段により求めた位相面上の軌跡の座標、及び
   予め分かっているロープ長さ、トロリー速度、トロリー
   加速度の値を入力として、ロープの振れ止めに必要なト
   ロリーの速度パターンを求める演算手段と、 上記演算手段により計算された速度パターンに基づいて
   トロリーの速度を制御する制御手段とを具備したことを
   特徴とするクレーン制御装置。
2. 【請求項２】 荷物をロープにより吊下げたトロリーの
   速度制御を行なうクレーン制御装置において、 上記トロリーの速度を測定するトロリー速度測定手段
   と、 上記トロリーから垂らしたロープの振れ角、及び振れ角
   速度を測定する測定手段と、 上記ロープの長さを測定するロープ長測定手段と、 上記各測定手段の測定結果に基づき、「ロープの振れ
   角」、及び「ロープの振れ角速度／（重力加速度／ロー
   プの長さ）^1/2 」を軸とする位相面上の軌跡を追跡する
   追跡手段と、 上記追跡装置により求めた位相面上の軌跡の座標、及び
   ロープ長さ、トロリー速度、トロリー加速度の値を入力
   として、ロープの振れ止めに必要なトロリーの速度パタ
   ーンを求める演算手段と、 上記計算装置により計算された速度パターンに基づいて
   トロリーの速度を制御する制御手段とを具備したことを
   特徴とするクレーン制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、トロリ
   ーの速度パターンを求める演算手段は、トロリーの減速
   時にトロリーの走行が終了する時点における位相面上の
   軌跡の座標を予測し、この予測座標が位相面の原点に到
   達するようにトロリーの加速度を求めることを特徴とす
   るクレーン制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２において、トロリ
   ーの速度パターンを求める演算手段は、トロリー減速時
   の加速度を切替える際、位相面上の軌跡がその加速度に
   対応した点（０，加速度／重力加速度）を中心とする半
   径の円弧と交わる点を求め、この求めた交点において加
   速度を順次切替え、トロリーの走行が終了する時点にお
   ける位相面上の軌跡の座標が位相面の原点に到達するよ
   うにしたことを特徴とするクレーン制御装置。