JPH0781876A - 懸垂式クレーンの振止め・位置制御方法 - Google Patents
懸垂式クレーンの振止め・位置制御方法Info
- Publication number
- JPH0781876A JPH0781876A JP23265793A JP23265793A JPH0781876A JP H0781876 A JPH0781876 A JP H0781876A JP 23265793 A JP23265793 A JP 23265793A JP 23265793 A JP23265793 A JP 23265793A JP H0781876 A JPH0781876 A JP H0781876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crane
- control
- speed
- acceleration
- suspended
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 懸垂式クレーンの高速・高精度な振止め位置
制御を可能とする。 【構成】 懸垂式クレーンに、クレーンの速度，位置，
吊荷の振れ角速度及び振れ角をフィードバック量とした
最適制御を適用し、速度制御指令によって、クレーンの
位置目標値への位置決めと吊荷の振れ角をミニマムとす
る制御を同時に達成する。最適制御系の評価関数Ｊを最
小とする速度制御入力をクレーンに与えることを特徴と
する。
制御を可能とする。 【構成】 懸垂式クレーンに、クレーンの速度，位置，
吊荷の振れ角速度及び振れ角をフィードバック量とした
最適制御を適用し、速度制御指令によって、クレーンの
位置目標値への位置決めと吊荷の振れ角をミニマムとす
る制御を同時に達成する。最適制御系の評価関数Ｊを最
小とする速度制御入力をクレーンに与えることを特徴と
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動運転或いは無人運転
される自動位置決めを伴うロープ式天井クレーンにおけ
る走行及び横行装置の電気的な振止め・位置制御方法に
関するものである。
される自動位置決めを伴うロープ式天井クレーンにおけ
る走行及び横行装置の電気的な振止め・位置制御方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】クレーン等の走行装置において、ロープ
に物体を吊り下げて吊荷を目標位置に運搬する場合、ク
レーン走行装置の加減速終了時及び目標位置に到達した
時点で吊荷の振れを実質に零にすることが安全面及び作
業効率上、必須の条件となる。この観点で従来より、各
種の振止め制御が実施されている。振止め制御の基本は
吊荷の振れ周期ＴLに加減速パターンを適合させること
であり、従来から図１又は図２に示す制御パターンが一
般的である。両図において、（ａ）は速度パターン、
（ｂ）は加速度パターンである。
に物体を吊り下げて吊荷を目標位置に運搬する場合、ク
レーン走行装置の加減速終了時及び目標位置に到達した
時点で吊荷の振れを実質に零にすることが安全面及び作
業効率上、必須の条件となる。この観点で従来より、各
種の振止め制御が実施されている。振止め制御の基本は
吊荷の振れ周期ＴLに加減速パターンを適合させること
であり、従来から図１又は図２に示す制御パターンが一
般的である。両図において、（ａ）は速度パターン、
（ｂ）は加速度パターンである。
【０００３】図１は加減速時間を吊荷の振れ周期ＴLに
一致させ、運転速度Ｖに対して、Ｖ＝α・ＴLとなるよ
うに加速率αを決定して運転するパターンである。図２
はロープの振れ周期のＴL／４時間だけ、加速率αで加
速して、次のＴL／４時間は定速とし、次のＴL／４時間
は加速率αで加速して、減速時はその逆に同様のパター
ンで行う振れ止め方法である。
一致させ、運転速度Ｖに対して、Ｖ＝α・ＴLとなるよ
うに加速率αを決定して運転するパターンである。図２
はロープの振れ周期のＴL／４時間だけ、加速率αで加
速して、次のＴL／４時間は定速とし、次のＴL／４時間
は加速率αで加速して、減速時はその逆に同様のパター
ンで行う振れ止め方法である。
【０００４】図１の運転パターンについて、簡単に説明
する。ロープ系の振動減衰が無く、理想的な振り子の動
きをするならば、α＝Ｖ／ＴLの計算で求まる加速率α
で加速すると振れ角θは零度に収束することになる。そ
の後、Ｖ＝α・ＴLで走行すれば、振れ角は零度のまま
運転できる。しかし、クレーンはロープ系の剛性やロー
プとシーブの摩擦抵抗等で減衰振動を生じるので、実際
には振れ角は零度にはならず、かなり大きな残留振れを
生ずることになる。同様に、実際の減速時の振れも、減
速停止した時点では、かなり大きな残留振れが発生す
る。図２に示した方法でも、ロープ系の減衰振動のた
め、加減速終了時点で振れ角は零度に収束せず、残留振
れを無くすことができない。
する。ロープ系の振動減衰が無く、理想的な振り子の動
きをするならば、α＝Ｖ／ＴLの計算で求まる加速率α
で加速すると振れ角θは零度に収束することになる。そ
の後、Ｖ＝α・ＴLで走行すれば、振れ角は零度のまま
運転できる。しかし、クレーンはロープ系の剛性やロー
プとシーブの摩擦抵抗等で減衰振動を生じるので、実際
には振れ角は零度にはならず、かなり大きな残留振れを
生ずることになる。同様に、実際の減速時の振れも、減
速停止した時点では、かなり大きな残留振れが発生す
る。図２に示した方法でも、ロープ系の減衰振動のた
め、加減速終了時点で振れ角は零度に収束せず、残留振
れを無くすことができない。
【０００５】又、図３は特公昭６１−３１０３２号公報
に示されている方法で、加減速を初期加減速区間，中期
加減速区間および終期加減速区間に分けて制御パターン
を設定し、初期加減速区間はロープ系の振れ周期ＴLの
１／２時間だけ、加減速率αでの加減速を行い、中期加
減速区間は、目標速度に達するために必要な時間だけ、
ロープ振れ周期の減衰による振幅係数Ｋとした〔（１＋
Ｋ）α〕の加減速率で加減速を行い、終期加減速区間は
加減速率Ｋαで振れ周期ＴLの１／２時間、加減速を行
う方法がある。この方法でも、ロープ系の剛性やロープ
とシーブの摩擦抵抗等で振れは減衰振動し、振れ周期も
除々に長くなること、又、時間の経過とともに機械的性
質が変化すること等により、常に終期加減速終了時点で
振れを零にすることが困難であり、しかも、振れ角の実
測がなされていない為、走行途中の狂い、外乱に対する
修正がなされず、安定した制御ができない。
に示されている方法で、加減速を初期加減速区間，中期
加減速区間および終期加減速区間に分けて制御パターン
を設定し、初期加減速区間はロープ系の振れ周期ＴLの
１／２時間だけ、加減速率αでの加減速を行い、中期加
減速区間は、目標速度に達するために必要な時間だけ、
ロープ振れ周期の減衰による振幅係数Ｋとした〔（１＋
Ｋ）α〕の加減速率で加減速を行い、終期加減速区間は
加減速率Ｋαで振れ周期ＴLの１／２時間、加減速を行
う方法がある。この方法でも、ロープ系の剛性やロープ
とシーブの摩擦抵抗等で振れは減衰振動し、振れ周期も
除々に長くなること、又、時間の経過とともに機械的性
質が変化すること等により、常に終期加減速終了時点で
振れを零にすることが困難であり、しかも、振れ角の実
測がなされていない為、走行途中の狂い、外乱に対する
修正がなされず、安定した制御ができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の振止め制御方法
では、加減速終了時点で残留振れを極めて小さくするこ
とができず、しかも、高速位置決めと振止めを同時に達
成しようとすると相互に相反する作用をする場合が発生
し、逆に吊荷の振れが大きくなったり、位置決め精度が
悪化するという欠点があった。又、従来の振止め制御方
法は加減速パターンのみによって達成されており、初期
値に変化があったり、走行途中で外乱等で振れの応動が
変わったりすると、加減速終了時点で振れがどうなるか
分からないという不安定な制御となっていた。更に、吊
荷の振れ角及び振れ角速度により、クレーン速度を可変
するだけでは、加減速終了時点で位置決め精度が悪化し
たり、或いは、大きな残留振れが残り、その振れの停止
までの待ち時間、或いは、位置ずれの補正に時間が掛か
ってしまうという問題があった。
では、加減速終了時点で残留振れを極めて小さくするこ
とができず、しかも、高速位置決めと振止めを同時に達
成しようとすると相互に相反する作用をする場合が発生
し、逆に吊荷の振れが大きくなったり、位置決め精度が
悪化するという欠点があった。又、従来の振止め制御方
法は加減速パターンのみによって達成されており、初期
値に変化があったり、走行途中で外乱等で振れの応動が
変わったりすると、加減速終了時点で振れがどうなるか
分からないという不安定な制御となっていた。更に、吊
荷の振れ角及び振れ角速度により、クレーン速度を可変
するだけでは、加減速終了時点で位置決め精度が悪化し
たり、或いは、大きな残留振れが残り、その振れの停止
までの待ち時間、或いは、位置ずれの補正に時間が掛か
ってしまうという問題があった。
【０００７】本発明は、最短時間で位置決めと振止めを
正確に行なうことを目的とする。
正確に行なうことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、クレーンが速
度制御系のインバータで制御され、駆動装置が吊荷の振
れや重量等によって決まるテンションバック等の影響を
殆ど受けず、指令に対して、概略、一次遅れで駆動でき
る特徴を生かして、クレーン制御モデルを構築したもの
である。クレーントロリーの方程式としては、速度指令
とトロリーの速度は一次遅れ系で成立する簡単化した方
程式とロープ系の減衰振動を考慮したロープ系の運動方
程式を用い、加減速終了時点で吊荷の振れがミニマムと
なるような制御パターンを設定し、それより、時々刻々
の位置目標値を定め、その時々刻々の位置目標値と追従
位置との誤差及び吊荷の振れ角速度、振れ角、クレーン
の速度、位置の４量により、フィードバック制御を実施
することにあり、そのフィードバック制御は式(15)の評
価関数を最小とする式(17)の速度制御入力によりクレー
ンを駆動するものである。
度制御系のインバータで制御され、駆動装置が吊荷の振
れや重量等によって決まるテンションバック等の影響を
殆ど受けず、指令に対して、概略、一次遅れで駆動でき
る特徴を生かして、クレーン制御モデルを構築したもの
である。クレーントロリーの方程式としては、速度指令
とトロリーの速度は一次遅れ系で成立する簡単化した方
程式とロープ系の減衰振動を考慮したロープ系の運動方
程式を用い、加減速終了時点で吊荷の振れがミニマムと
なるような制御パターンを設定し、それより、時々刻々
の位置目標値を定め、その時々刻々の位置目標値と追従
位置との誤差及び吊荷の振れ角速度、振れ角、クレーン
の速度、位置の４量により、フィードバック制御を実施
することにあり、そのフィードバック制御は式(15)の評
価関数を最小とする式(17)の速度制御入力によりクレー
ンを駆動するものである。
【０００９】更に、本発明は、上記の制御において、制
御応答の遅れを任意数のサンプル周期の未来にわたる制
御入力を予め補正することにより、制御上の遅れを最小
にする。
御応答の遅れを任意数のサンプル周期の未来にわたる制
御入力を予め補正することにより、制御上の遅れを最小
にする。
【００１０】
【作用】図４に、一般的なクレーンの力のつり合いを示
すモデル図を示す。先ず、 ｘ：クレーントロリーの位置 ＶR ：クレーンを駆動しようとする速度（クレーンを制
御する速度入力） ＴO ：クレーン駆動系の時定数 Ｌ：ロープの長さ θ：ロープの振れ角 Ｚ：ロープ機構の振動減衰率（０≦Ｚ＜１） ω：振れ角速度〔ω＝√ｇ／Ｌ〕 （ｇ：重力加速度） とする。図４において、θ≒０付近で線型近似し、sin
θ≒０、cosθ≒１と仮定する。
すモデル図を示す。先ず、 ｘ：クレーントロリーの位置 ＶR ：クレーンを駆動しようとする速度（クレーンを制
御する速度入力） ＴO ：クレーン駆動系の時定数 Ｌ：ロープの長さ θ：ロープの振れ角 Ｚ：ロープ機構の振動減衰率（０≦Ｚ＜１） ω：振れ角速度〔ω＝√ｇ／Ｌ〕 （ｇ：重力加速度） とする。図４において、θ≒０付近で線型近似し、sin
θ≒０、cosθ≒１と仮定する。
【００１１】この場合のトロリー系の方程式，ロープ系
の運動方程式は、
の運動方程式は、
【００１２】
【数２】
【００１３】式(5)をサンプル周期Ｔで離散化した状態
方程式を次のように置く； Ｘ(k＋1)＝Ａ・Ｘ(ｋ)＋Ｂ・ＶR(ｋ)， ｙ(ｋ)＝Ｃ・Ｘ(ｋ) ・・・(7) ここで、目標値に対する離散化した状態のエラー{ｅ
(ｋ)}を次式で定義する； ｅ(ｋ)＝Ｒ(ｋ)−ｙ(ｋ) ・・・(8) 但し、Ｒ(ｋ)は目標値である。
方程式を次のように置く； Ｘ(k＋1)＝Ａ・Ｘ(ｋ)＋Ｂ・ＶR(ｋ)， ｙ(ｋ)＝Ｃ・Ｘ(ｋ) ・・・(7) ここで、目標値に対する離散化した状態のエラー{ｅ
(ｋ)}を次式で定義する； ｅ(ｋ)＝Ｒ(ｋ)−ｙ(ｋ) ・・・(8) 但し、Ｒ(ｋ)は目標値である。
【００１４】又、(ｋ)は、サンプル周期Ｔで離散化して
いることを示しており、ｋはサンプル順位である。又、
エラー{ｅ(ｋ)}の一階後退差分（△）は、以下の式で表
す； △ｅ(k＋1)＝ｅ(k＋1)−ｅ(ｋ) ・・・(9) 従って、(7),(8)式より、 ｅ(k＋1)＝△ｅ(k＋1)＋ｅ(ｋ) ＝△Ｒ(k＋1)−Ｃ・Ａ△Ｘ(ｋ)−Ｃ・Ｂ△ＶR(ｋ)＋ｅ(ｋ) ・・・(10) 同様に、(7)式より、 △Ｘ(k＋1)＝Ａ△Ｘ(ｋ)＋Ｂ△ＶR(ｋ) ・・・(11) 以上より、以下の方程式を導出できる；
いることを示しており、ｋはサンプル順位である。又、
エラー{ｅ(ｋ)}の一階後退差分（△）は、以下の式で表
す； △ｅ(k＋1)＝ｅ(k＋1)−ｅ(ｋ) ・・・(9) 従って、(7),(8)式より、 ｅ(k＋1)＝△ｅ(k＋1)＋ｅ(ｋ) ＝△Ｒ(k＋1)−Ｃ・Ａ△Ｘ(ｋ)−Ｃ・Ｂ△ＶR(ｋ)＋ｅ(ｋ) ・・・(10) 同様に、(7)式より、 △Ｘ(k＋1)＝Ａ△Ｘ(ｋ)＋Ｂ△ＶR(ｋ) ・・・(11) 以上より、以下の方程式を導出できる；
【００１５】
【数３】
【００１６】尚、Ｉは単位行列を示す。更に、(12)式を
次式のように書き換える； Ｘ0(k＋1)＝ΦＸ0(ｋ)＋Ｇ△ＶR(ｋ)＋ＧR△Ｒ(k＋1)， ｅ(ｋ)＝Ｃ0Ｘ0(ｋ) ・・・(13) (13)式に対して、評価関数を次のように定義する；
次式のように書き換える； Ｘ0(k＋1)＝ΦＸ0(ｋ)＋Ｇ△ＶR(ｋ)＋ＧR△Ｒ(k＋1)， ｅ(ｋ)＝Ｃ0Ｘ0(ｋ) ・・・(13) (13)式に対して、評価関数を次のように定義する；
【００１７】
【数４】
【００１８】ここで、重み係数ｑ1，ｑ2およびｈは、目
標値に対するトロリーの追従性，振れ角に対する抑制
力、および、入力に対する抑制力に作用するものであ
る。又、ｅ(ｋ)は目標位置とクレーン追従位置の差の積
分値、△θ(ｋ)は振れ角のサンプル１周期の差、△Ｖ
R(ｋ)は制御入力のサンプル１周期の差を示す。尚、(1
4)式に対する制御入力は、(16)式となる；
標値に対するトロリーの追従性，振れ角に対する抑制
力、および、入力に対する抑制力に作用するものであ
る。又、ｅ(ｋ)は目標位置とクレーン追従位置の差の積
分値、△θ(ｋ)は振れ角のサンプル１周期の差、△Ｖ
R(ｋ)は制御入力のサンプル１周期の差を示す。尚、(1
4)式に対する制御入力は、(16)式となる；
【００１９】
【数５】
【００２０】以上のように、クレーン設備諸元（Ｔ0，
Ｌ，Ｚ）を設定し、(15)式の評価関数のそれぞれの重み
係数（ｑ1，ｑ2，ｈ）をシミュレーション等により、最
適値を求めればよい。そこで、(15)式にｑ1，ｑ2，ｈの
最適値を設定し、最小となる解を求め、(17)式の速度制
御指令に従って、クレーンを制御する。この方法を制御
システム図で表すと図５のようになる。
Ｌ，Ｚ）を設定し、(15)式の評価関数のそれぞれの重み
係数（ｑ1，ｑ2，ｈ）をシミュレーション等により、最
適値を求めればよい。そこで、(15)式にｑ1，ｑ2，ｈの
最適値を設定し、最小となる解を求め、(17)式の速度制
御指令に従って、クレーンを制御する。この方法を制御
システム図で表すと図５のようになる。
【００２１】図５において、クレーンの基本運転パター
ンに基づく時々刻々の位置目標値１と実際の位置フィー
ドバック値８により、偏差量２が算出される。偏差に対
する積分ゲイン３を介してクレーン制御系９に対して、
クレーンを駆動するためのトルク制御指令５を出力す
る。この制御出力を、クレーンの速度及び位置の現在値
６と振れ角センサー１０で検出される吊荷の振れ角速度
及び振れ角の現在値７より、状態フィードバックゲイン
４を介して、補正する。
ンに基づく時々刻々の位置目標値１と実際の位置フィー
ドバック値８により、偏差量２が算出される。偏差に対
する積分ゲイン３を介してクレーン制御系９に対して、
クレーンを駆動するためのトルク制御指令５を出力す
る。この制御出力を、クレーンの速度及び位置の現在値
６と振れ角センサー１０で検出される吊荷の振れ角速度
及び振れ角の現在値７より、状態フィードバックゲイン
４を介して、補正する。
【００２２】これまで、説明した制御方法では、目標値
と追従位置の間に、必ず時間遅れが生ずる。この時間遅
れを小さくするために、予め現在時刻から、ＭRサンプ
ル周期の将来までの目標値動作に対して、制御入力を次
のように置く；
と追従位置の間に、必ず時間遅れが生ずる。この時間遅
れを小さくするために、予め現在時刻から、ＭRサンプ
ル周期の将来までの目標値動作に対して、制御入力を次
のように置く；
【００２３】
【数６】
【００２４】で求められる。
【００２５】以上のようにして、現在時刻から、ＭRサ
ンプル周期の未来までの目標値を設定することにより、
目標値を予め、制御遅れに見合うサンプル周期に設定す
ることで、制御遅れを大幅に改善することができる。こ
の方法を制御システム図で表すと図６のようになる。
ンプル周期の未来までの目標値を設定することにより、
目標値を予め、制御遅れに見合うサンプル周期に設定す
ることで、制御遅れを大幅に改善することができる。こ
の方法を制御システム図で表すと図６のようになる。
【００２６】図６において、図５の位置目標値に予見ゲ
イン１１を介して、クレーンの速度制御指令５を補正す
ることにより、制御遅れを改善することができる。
イン１１を介して、クレーンの速度制御指令５を補正す
ることにより、制御遅れを改善することができる。
【００２７】以上、説明したように、時々刻々のクレー
ンの目標位置に対して、位置の追従基準として、振れ抑
制をも同時に成し得るようなトルク制御にて、クレーン
を駆動することにより、位置制御と振れ抑制を同時に達
成できるシステムを構築したものである。
ンの目標位置に対して、位置の追従基準として、振れ抑
制をも同時に成し得るようなトルク制御にて、クレーン
を駆動することにより、位置制御と振れ抑制を同時に達
成できるシステムを構築したものである。
【００２８】クレーンの物理的な動きは、時々刻々のク
レーン目標位置に対して、制御遅れが大きくなれば、移
動速度を大きくして追従力を増し、吊荷の振れがクレー
ンの移動方向に対して、逆方向なら、移動速度を小さく
し、同方向なら、大きくすることで振れを抑制する。こ
れらが、重み係数ｑ1，ｑ2，ｈの設定によって、最適な
複合作用度合いとすることで、クレーン到達位置精度と
振れ抑制を同時に達成することが可能になる。
レーン目標位置に対して、制御遅れが大きくなれば、移
動速度を大きくして追従力を増し、吊荷の振れがクレー
ンの移動方向に対して、逆方向なら、移動速度を小さく
し、同方向なら、大きくすることで振れを抑制する。こ
れらが、重み係数ｑ1，ｑ2，ｈの設定によって、最適な
複合作用度合いとすることで、クレーン到達位置精度と
振れ抑制を同時に達成することが可能になる。
【００２９】
【実施例】本発明における実施例を以下に説明する。実
機クレーンの設備諸元は以下である； クレーントロリーの重量（Ｍ）：9,000ｋｇ 吊荷の重量（ｍ） ： 6,500ｋｇ（低負
荷），15,100ｋｇ（高負荷） クレーンの指令に対する動作の一次遅れ時定数(Ｔ0)：5
0ｍsec ロープの長さ（Ｌ） ：5.7ｍ ロープ機構の振動減衰率（Ｚ）：0.1 この場合、制御パラメータを下記に設定し、予見ステッ
プ数を30(50msec／サンプリング）とした時、 クレーンの位置追従に対する重み係数（ｑ1）： 0.01 吊荷の振れ抑制に対する重み係数 （ｑ2）：100 制御入力に対する重み係数 （ｈ）： 4.0 制御ゲインは、Ｆｅ＝0.0338 fx1＝−0.3311 ｆｘ2＝−1.3251 ｆｘ3＝ 1.8478 ｆｘ4＝−1.7746 となる。
機クレーンの設備諸元は以下である； クレーントロリーの重量（Ｍ）：9,000ｋｇ 吊荷の重量（ｍ） ： 6,500ｋｇ（低負
荷），15,100ｋｇ（高負荷） クレーンの指令に対する動作の一次遅れ時定数(Ｔ0)：5
0ｍsec ロープの長さ（Ｌ） ：5.7ｍ ロープ機構の振動減衰率（Ｚ）：0.1 この場合、制御パラメータを下記に設定し、予見ステッ
プ数を30(50msec／サンプリング）とした時、 クレーンの位置追従に対する重み係数（ｑ1）： 0.01 吊荷の振れ抑制に対する重み係数 （ｑ2）：100 制御入力に対する重み係数 （ｈ）： 4.0 制御ゲインは、Ｆｅ＝0.0338 fx1＝−0.3311 ｆｘ2＝−1.3251 ｆｘ3＝ 1.8478 ｆｘ4＝−1.7746 となる。
【００３０】この条件でクレーンの横行にて、振止め・
位置制御を実施した結果を図７および図８に示す。図７
は、低負荷時（吊荷重量：6,500ｋｇ）の振止め制御状
況であり、図８は高負荷時（吊荷重量：15,100ｋｇ）の
振止め制御状況を示すものである。図７および図８中の
（ｂ）クレーン位置目標値は、クレーンを制御する速度
制御指令である（ａ）速度パターンの設定目標値より、
演算して設定する。ここで、点線は設定目標値であり、
実線は制御結果の実績を示す。（ｃ）振れ角速度および
（ｄ）振れ角を図７および図８中に示す。結果として、
低負荷時（図７：吊荷重量：6,500ｋｇ）と高負荷時
（図８：吊荷重量：15,100ｋｇ）で制御状況は殆ど大差
無いことが確認できている。
位置制御を実施した結果を図７および図８に示す。図７
は、低負荷時（吊荷重量：6,500ｋｇ）の振止め制御状
況であり、図８は高負荷時（吊荷重量：15,100ｋｇ）の
振止め制御状況を示すものである。図７および図８中の
（ｂ）クレーン位置目標値は、クレーンを制御する速度
制御指令である（ａ）速度パターンの設定目標値より、
演算して設定する。ここで、点線は設定目標値であり、
実線は制御結果の実績を示す。（ｃ）振れ角速度および
（ｄ）振れ角を図７および図８中に示す。結果として、
低負荷時（図７：吊荷重量：6,500ｋｇ）と高負荷時
（図８：吊荷重量：15,100ｋｇ）で制御状況は殆ど大差
無いことが確認できている。
【００３１】減速開始から振止め完了迄、約8.5秒程度
であり、残留振れも約15mm以内に収束しており、極めて
高速且つ高精度で、振止め・位置制御を実現できてい
る。
であり、残留振れも約15mm以内に収束しており、極めて
高速且つ高精度で、振止め・位置制御を実現できてい
る。
【００３２】
【発明の効果】クレーン搬送を自動化或いは無人化する
上で、現状のオペレータ並み、更にはそれ以上のタイム
サイクルの短縮を要求されるが、本発明による振止め・
位置制御を適用すれば、その条件を満足し、安定した操
業が可能となる。
上で、現状のオペレータ並み、更にはそれ以上のタイム
サイクルの短縮を要求されるが、本発明による振止め・
位置制御を適用すれば、その条件を満足し、安定した操
業が可能となる。
【図１】 従来の振止め制御の１つの運転パターンを示
すタイムチャ−トであり、図中の（ａ）は速度パタ−ン
を、（ｂ）は加減速度パタ−ンを示す。
すタイムチャ−トであり、図中の（ａ）は速度パタ−ン
を、（ｂ）は加減速度パタ−ンを示す。
【図２】 従来の振止め制御のもう１つの運転パターン
を示すタイムチャ−トであり、図中の（ａ）は速度パタ
−ンを、（ｂ）は加減速度パタ−ンを示す。
を示すタイムチャ−トであり、図中の（ａ）は速度パタ
−ンを、（ｂ）は加減速度パタ−ンを示す。
【図３】 従来の振止め制御のもう１つの運転パターン
を示すタイムチャ−トであり、図中の（ａ）は速度パタ
−ンを、（ｂ）は加減速度パタ−ンを示す。
を示すタイムチャ−トであり、図中の（ａ）は速度パタ
−ンを、（ｂ）は加減速度パタ−ンを示す。
【図４】 クレーンの運動方程式を導出するための一般
的なクレーンの簡易モデルを示すブロック図である。
的なクレーンの簡易モデルを示すブロック図である。
【図５】 本発明を実現する制御システムの一態様を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図６】 図５に示す制御システムに制御遅れ補償系を
加えた制御システムを示すブロック図である。
加えた制御システムを示すブロック図である。
【図７】 本発明の一実施例における低負荷時（吊荷重
量：6,500ｋｇ）の制御結果を示すタイムチャ−トであ
る。
量：6,500ｋｇ）の制御結果を示すタイムチャ−トであ
る。
【図８】 本発明の一実施例における高負荷時（吊荷重
量：15,100ｋｇ）の制御結果を示すタイムチャ−トであ
る。
量：15,100ｋｇ）の制御結果を示すタイムチャ−トであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高 橋 啓 一 室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式会社室 蘭製鐵所内 (72)発明者 佐 藤 信 也 室蘭市仲町12番地 ニッテツ北海道制御シ ステム株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 予め定められたパターンに沿って移動せ
しめる懸垂式クレーンの自動運転方法において、時々刻
々変化する吊荷の振れ角速度，振れ角，クレーンの移動
速度および位置をフィードバック信号とし、クレーンの
移動目標位置への移動時間と吊荷の振れ角が最小となる
ように、下記(15)式の評価関数を最小とする下記(17)式
の速度制御入力によりクレーンを駆動して、クレーンの
位置目標値への位置決め制御と振止め制御を同時に制御
することを特徴とする懸垂式クレーンの振止め・位置制
御方法； 【数１】 - 【請求項２】 請求項１において、制御応答の遅れを任
意数のサンプル周期の将来にわたる制御入力を予め補正
することにより、制御上の遅れを最小にすることを特徴
とする懸垂式クレーンの振止め・位置制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23265793A JPH0781876A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 懸垂式クレーンの振止め・位置制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23265793A JPH0781876A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 懸垂式クレーンの振止め・位置制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0781876A true JPH0781876A (ja) | 1995-03-28 |
Family
ID=16942745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23265793A Pending JPH0781876A (ja) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | 懸垂式クレーンの振止め・位置制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0781876A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10297873A (ja) * | 1997-04-24 | 1998-11-10 | Meidensha Corp | クレーンの制御装置 |
| JPH11286388A (ja) * | 1998-04-01 | 1999-10-19 | Shinko Electric Co Ltd | 懸垂式昇降装置 |
| WO2020022181A1 (ja) | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 株式会社タダノ | クレーンおよびクレーンの制御システム |
| WO2021070971A1 (ja) | 2019-10-11 | 2021-04-15 | 株式会社タダノ | 制御システムおよびクレーン |
| WO2021132507A1 (ja) | 2019-12-27 | 2021-07-01 | 株式会社タダノ | 作業機の制御システムおよびクレーン |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP23265793A patent/JPH0781876A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10297873A (ja) * | 1997-04-24 | 1998-11-10 | Meidensha Corp | クレーンの制御装置 |
| JPH11286388A (ja) * | 1998-04-01 | 1999-10-19 | Shinko Electric Co Ltd | 懸垂式昇降装置 |
| WO2020022181A1 (ja) | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 株式会社タダノ | クレーンおよびクレーンの制御システム |
| EP4219383A1 (en) | 2018-07-25 | 2023-08-02 | Tadano Ltd. | Control system for crane |
| US11858784B2 (en) | 2018-07-25 | 2024-01-02 | Tadano Ltd. | Crane and control system for crane |
| WO2021070971A1 (ja) | 2019-10-11 | 2021-04-15 | 株式会社タダノ | 制御システムおよびクレーン |
| US12422790B2 (en) | 2019-10-11 | 2025-09-23 | Tadano Ltd. | Control system, and crane |
| WO2021132507A1 (ja) | 2019-12-27 | 2021-07-01 | 株式会社タダノ | 作業機の制御システムおよびクレーン |
| US12297084B2 (en) | 2019-12-27 | 2025-05-13 | Tadano Ltd. | Work machine control system and crane |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5938052A (en) | Rope steadying control method and apparatus for crane or the like | |
| US5127533A (en) | Method of damping the sway of the load of a crane | |
| JPS6241189A (ja) | クレ−ン制御方式 | |
| JPS5863684A (ja) | 荷卸し方法 | |
| JP7384025B2 (ja) | 懸架式クレーンの制御装置及びインバータ装置 | |
| JPH0781876A (ja) | 懸垂式クレーンの振止め・位置制御方法 | |
| JPH0781875A (ja) | 懸垂式クレーンの振止め・位置制御方法 | |
| WO1995029868A1 (en) | Swing-stop control method for a crane | |
| EP3943437B1 (en) | Systems and methods for dampening torsional oscillations of cranes | |
| JP3081146B2 (ja) | クレーン吊り荷振れ角センサー校正方法 | |
| US8364289B2 (en) | Method and apparatus for moving a free-swinging load from a starting point to a target point | |
| JPH1121077A (ja) | クレーン制御装置 | |
| JPH1135277A (ja) | クレーンの振れ止め制御システム | |
| JP2000007274A (ja) | クレーンの振れ止め移動制御装置 | |
| JPH07267576A (ja) | 吊荷の振れ止め制御装置 | |
| JPH08324961A (ja) | クレーンの振れ及び位置の制御方法 | |
| KR101866321B1 (ko) | 가공 전선로 가설 시스템 | |
| EP0626337A1 (en) | Procedure for controlling a crane | |
| JP2925966B2 (ja) | 物体の振止め制御装置 | |
| JP3243346B2 (ja) | クレーンの振れ止め制御の制御終了方法 | |
| JP2934562B2 (ja) | クレーンの速度制御方法 | |
| JP2979824B2 (ja) | クレーンの振れ止め制御装置 | |
| JPH09328290A (ja) | 天井クレーンの自動運転制御方法 | |
| JPH05134759A (ja) | 垂直方向運搬制御方式 | |
| JP4247697B2 (ja) | 振れ止め制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001219 |