DE69730798T2 - Regeleinrichtung zum Halten von hängenden Lasten - Google Patents

Regeleinrichtung zum Halten von hängenden Lasten Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren (d. h. Stoppen des Schwingens) einer Hängelast, um eine Steuerung zum Stabilisieren einer Hängelast bei einem Kran durchzuführen.
  • Eine herkömmliche Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren einer Hängelast wird nachstehend beschrieben unter Bezugnahme auf 5, die eine Gesamtkonstruktionsansicht ist, auf 6, die ein Blockbild der Steuerungsvorrichtung ist, und auf 7, die Steuerungskennlinien zeigt.
  • Wie 5 zeigt, kann eine Laufkatze 012 auf Schienen 011 durch die Antriebswirkung einer Laufkatzenantriebseinrichtung 015 verfahren werden. Von der Laufkatze 012 hängt ein Kabel 013 herab, und die Laufkatze 012 transportiert eine Hängelast 014 durch Anbringen der Hängelast 014 an dem Vorderende des Seils 013.
  • Die Laufkatze 012 ist ferner versehen mit einem Laufkatzenverlagerungsdetektor 021 zum Detektieren einer Laufkatzenposition x1, einem Laufkatzengeschwindigkeitsdetektor 022 zum Detektieren einer Laufkatzengeschwindigkeit x2 und einem Schwingungsbewegungsdetektor 023 zum Detektieren einer Schwingungsverlagerung x3 und einer Schwingungsgeschwindigkeit x4.
  • Der Schwingungsbewegungsdetektor 023 ist ein Detektor von dem Typ, der eine an der Hängelast 014 angebrachte Markierung mit einer an der Laufkatze 012 angebrachten Kamera vertikal nach unten photographiert und ein aufgenommenes Bild einer Bildverarbeitung unterzieht, so daß die Schwingungsverlagerung x3 und die Schwingungsgeschwindigkeit x4 detektiert werden.
  • Die detektierte Laufkatzenposition x1, Laufkatzengeschwindigkeit x2, Schwingungsverlagerung x3 und Schwingungsgeschwindigkeit x4 werden an eine Steuerungs vorrichtung 026 gesendet. Die Steuerungsvorrichtung 026 führt eine (noch zu erläuternde) Steuerungsberechnung für die optimale Positionierung mit einem eingebauten Optimal-Steuerbereich 032 durch (siehe 6) und erzeugt einen Geschwindigkeitsbefehl u. Entsprechend diesem Geschwindigkeitsbefehl u wird die Laufkatzenantriebseinrichtung 015 angetrieben, die Laufkatze 012 zu verfahren.
  • Wenn mit einem solchen Kran ein automatischer Lauf ausgeführt werden soll, ist es erforderlich, die Steuerung zum Positionieren der Hängelast 014 exakt an einer vorgegebenen Zielposition vorzusehen.
  • Der Kran kann als Drehgestell-Pendel-System ausgebildet sein, und bei einem solchen Modell ist es bekannt, daß die Positionierung der Hängelast realisiert werden kann, indem die Laufkatze in Abhängigkeit von einer Rückführungssteuerung durch eine Optimal-Reguliereinrichtung angetrieben wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 6 und 7 wird nachstehend ein Verfahren zur optimalen Steuerung des Krans beschrieben. Diese Steuerung wird von einem Optimal-Steuerbereich (Optimal-Reguliereinrichtung) 032 einer Steuerungsvorrichtung 026 durchgeführt, wobei der Betriebswert (Geschwindigkeitsbefehl u für die Laufkatze bei dieser Ausführungsform) in Abhängigkeit von der nachstehenden Steuerungsregel berechnet wird (Numerischer Ausdruck (1)): u = Kx (1).wobei x einen Zustandswertvektor darstellt, der nachstehend beschrieben wird und dessen jeweilige Elemente in der Reihenfolge der Anordnung von links nach rechts folgende sind: eine Laufkatzenposition x1, eine Laufkatzengeschwindigkeit x2, eine Schwingungsverlagerung x3 und eine Schwingungsgeschwindigkeit x4 der Hängelast. Es gilt also der nachstehende Numerische Ausdruck (2): x = [x1 x2 x3 x4]T (2).
  • Ferner repräsentiert K einen Verstärkungsvektor mit 4 Spalten, die in dem numerischen Ausdruck (3) angegeben sind. K = [k1 k2 k3 k4] (3).
  • Der vorstehende Verstärkungsvektor K ist eine optimale Verstärkung, die durch das nachstehende Verfahren bestimmt wird:
    • (a) Aus Bewegungsgleichungen, die für das in 5 gezeigte Bewegungsmodell des Laufkatzen-Pendel-Systems formuliert sind, wird eine Zustandgleichung, der numerische Ausdruck (4), abgeleitet. Diese Zustandsgleichung ist eine lineare Differentialgleichung, welche die Vibrationen der Hängelast 014 als ein Federmasse-System ausdrückt. Von einer Erläuterung der Zustandsgleichung einschließlich der Art und Weise ihrer Ableitung wird hier abgesehen.
      Figure 00030001
      wobei u und x den vorstehend genannten Betriebswert bzw. den Zustandswertvektor darstellen, A eine Übergangsmatrix mit 4 Zeilen und 4 Spalten darstellt, und B eine Antriebsmatrix mit 4 Zeilen und 1 Spalte darstellt.
    • (b) Für die obige Zustandsgleichung, den numerischen Ausdruck (4), wird die optimale Verstärkung K des numerischen Ausdrucks (6) gesucht, die eine Auswertungsfunktion J des nachstehenden numerischen Ausdrucks (5) minimiert. J = ∫0 (xTQx + ru2)dt (5),wobei Q eine Gewichtungsmatrix mit 4 Zeilen und 4 Spalten ist, und r einen Gewichtungsfaktor darstellt. u = Kx (6).
  • Indem auf diese Weise die Auswertungsfunktion J minimiert wird, wird die optimale Verstärkung K gefunden, die sämtliche Elemente des Zustandswert mit dem kleinstmöglichen Betriebswert (Geschwindigkeitsbefehl) u rasch auf Null reduziert.
  • Auf der Basis der durch die vorstehend erläuterte Berechnung erhaltenen optimalen Verstärkung K bestimmt die arithmetische Steuereinheit 026 den optimalen Betriebswert durch die Summe der Produkte der Bewegungszustandswerte von den Detektoren 021, 022, 023 und der optimalen Verstärkung K.
  • Die arithmetische Steuereinheit 026 gibt diesen optimalen Betriebswert als ein Steuerungsbefehlssignal (Geschwindigkeitssignal u) für die Laufkatzenantriebseinrichtung 015 aus. Durch Antreiben dieser Einrichtung in Abhängigkeit von dem Signal wird eine optimale Steuerung durchgeführt.
  • Dabei wird das an der Laufkatze 012 eingegebene Positionssignal (Laufkatzenposition x1) als Rückführungswert als eine Position relativ zu einer Laufkatzenzielposition pset angegeben, so daß die Laufkatze 012 an der Zielposition positioniert werden kann. Gleichzeitig kann die Hängelast 014 stabilisiert werden. Die Hängelast 014 kann also in die gegebene Zielposition gebracht werden.
  • Wenn eine solche Steuerung von der Optimal-Reguliereinrichtung durchgeführt wird, dann wird die Laufkatze unter Änderung der Zielposition aus einem Stoppzustand verfahren. Dabei ist in der Anfangsphase der Steuerung die Laufkatzenposition von der Zielposition weit entfernt. Die relative Position x1 der Laufkatze als Zustandswert nimmt also im Vergleich mit anderen Zustandswerten einen großen Wert an.
  • Der Geschwindigkeitsbefehl u als Betriebswert nimmt unmittelbar nach der Initiierung der Steuerung ebenfalls einen großen Wert an. Der Geschwindigkeitsbefehl u unmittelbar nach dem Start der Steuerung ist in 7 als eine gestrichelte Linie gezeigt (vom Zeitpunkt 0 bis T2).
  • Dagegen ist die Laufkatze im Ausgangszustand auf einer Geschwindigkeit von null. Bei dem eigentlichen Kran sind die Beschleunigung und Geschwindigkeit der Laufkatze ebenfalls begrenzt. Dies erfordert eine Beschleunigung mit maximaler Beschleunigung (vom Zeitpunkt 0 bis T1) und eine Bewegung mit maximaler Geschwindigkeit (vom Zeitpunkt T1 bis T2) in der Anfangsphase der Steuerung. Die Laufkatzengeschwindigkeit x2 in diesem Fall ist durch eine ausgezogene Linie in 7 gezeigt.
  • Die EP-A-0 668 237 beschreibt einen Kran dieses allgemeinen Typs. Eine Laufkatze, die eine Last trägt, wird in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Befehl verfahren. Die Laufkatzenposition während der Bewegung der Last wird so überwacht, daß dann, wenn sich die Last innerhalb einer vorbestimmten Distanz von einer Zielposition befindet, der Betrieb der Laufkatze in einen zweiten Modus umgeschaltet wird. In diesem zweiten Modus wird die Position der Last in einer Rückkopplungsschleife genutzt, so daß die Laufkatze auf eine Weise verfahren werden kann, die ein Schwingen der Last minimiert.
  • Dieser Zustand der Laufkatzengeschwindigkeit ist wirksam, so daß die Laufkatze die Zielposition sofort erreicht; es handelt sich jedoch um einen Zustand, in dem keine Rückführung auf den Schwingungszustand der Hängelast funktioniert. Infolgedessen nähert sich die Laufkatze der Zielposition, während gleichzeitig Schwingungen beibehalten werden, die auftreten, wenn die Laufkatze beschleunigt wird.
  • Dies hat zu schwerwiegenden Problemen geführt, und zwar nicht nur hinsichtlich einer Verringerung der Sicherheit während des Verfahrens der Laufkatze, sondern auch hinsichtlich einer Verlängerung der Beruhigungszeit für die Positionierung, so daß die Effizienz der Handhabung der Materialien verringert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren einer Hängelast für einen Kran mit einer Laufkatze angegeben, an der mittels eines Seilelements eine Last hängt, wobei die Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren der Hängelast folgendes aufweist:
    einen Detektor für den Bewegungszustandswert der Laufkatze zum Detektieren des Bewegungszustandswert der Laufkatze;
    einen Detektor für den Bewegungszustandswert der Hängelast zum Detektieren des Bewegungszustandswertes der an der Laufkatze aufgehängten Last; und
    eine Steuerungsvorrichtung zum Durchführen der Stabilisierungssteuerung der Hängelast auf der Basis von von den jeweiligen Detektoren eingegebenen Detektiersignalen;
    wobei die Steuerungsvorrichtung folgendes aufweist:
    einen Steuerbereich für die optimale Positionierung zum Antreiben der Laufkatze mit dem optimalen Betriebswert auf der Basis der optimalen Verstärkung, die so eingestellt ist, daß die Laufkatze in einer bestimmten Zielposition positioniert wird, so daß eine Stabilisierungssteuerung der Last durchgeführt wird;
    und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung ferner folgendes aufweist: einen Steuerbereich für die optimale Geschwindigkeitsverfolgung zum Antreiben der Laufkatze mit dem optimalen Betriebswert auf der Basis einer optimalen Verstärkung, die so eingestellt ist, daß sie einer bestimmten vorgegebenen Geschwindigkeit folgt, so daß die Stabilisierungssteuerung der Last durchgeführt wird; und
    einen Wählbereich für die laufzustandsmäßige Steuerung zum Wählen des Steuerbereichs für die optimale Geschwindigkeitsverfolgung oder des Steuerbereichs für die optimale Positionierung auf der Basis des Laufzustandswertes der Laufkatze, um die Laufkatze anzutreiben.
  • Fakultativ kann der Detektor für den Bewegungszustandswert der Laufkatze einen Laufkatzenverlagerungsdetektor zum Detektieren einer Laufkatzenposition und einen Laufkatzengeschwindigkeitsdetektor zum Detektieren einer Laufkatzengeschwindigkeit aufweisen.
  • Der Detektor für den Bewegungszustandswert der Hängelast kann einen Schwingungsbewegungsdetektor zum Detektieren der Schwingungsverlagerung und der Schwingungsgeschwindigkeit der Hängelast aufweisen.
  • Der Wählbereich für die laufzustandsmäßige Steuerung kann wie folgt ausgebildet sein: Wenn die relative Position der Laufkatze zu der Zielposition größer als ein vorgegebener Wert ist, wählt der Wählbereich für die laufzustandsmäßige Steuerung den Steuerbereich für die optimale Geschwindigkeitsverfolgung, um die Laufkatze anzutreiben. Wenn dagegen die relative Position der Laufkatze zu der Zielposition kleiner als der vorgegebene Wert ist, wählt der Wählbereich für die laufzustandsmäßige Steuerung den Steuerbereich für die optimale Positionierung, um die Laufkatze anzutreiben.
  • Gemäß der bevorzugten Ausführungsform, wird dann, wenn die Laufkatze zu einer Zielposition bewegt wird, die Steuerung zum Durchführen der Stabilisierung in der ersteren Hälfte der Steuerung durchgeführt, während gleichzeitig bewirkt wird, daß die Laufkatze einer vorgegebenen Geschwindigkeit folgt, so daß das Schwingen der Hängelast klein gehalten werden kann.
  • Wenn sich die Laufkatze der Zielposition nähert, wird diese Steuerung zur herkömmlichen Steuerung zur Durchführung der Positionierung und Stabilisierung der Laufkatze umgeschaltet. Das Schwingen der Hängelast beim Umschalten der Steuerung kann also reduziert werden, und die Zeit bis zur Beendigung des Schwingens durch die herkömmliche Steuerung kann kurz gehalten werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Gesamtkonstruktionsansicht einer Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren einer Hängelast gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
  • 2 ist ein Blockbild, das die Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren der Hängelast gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ist ein Flußdiagramm, das die in einer Steuerungsvorrichtung durchgeführten Verarbeitungsvorgänge zeigt;
  • 4 ist ein Diagramm, das die Steuerungskennlinien einer Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren einer Hängelast zeigt, welche die vorliegende Erfindung verkörpert;
  • 5 ist eine Gesamtkonstruktionsansicht, die eine herkömmliche Hängelast-Steuerungsvorrichtung zeigt;
  • 6 ist ein Blockbild, das eine herkömmliche Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren einer Hängelast zeigt; und
  • 7 ist ein Diagramm, das die Steuerungskennlinien einer herkömmlichen Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren einer Hängelast zeigt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen 1 eine Gesamtkonstruktionsansicht ist, 2 ein Blockschaltbild einer Steuerungsvorrichtung ist, 3 ein Flußdiagramm ist, das einen Steuerungsvorgang zeigt, und 4 ein Diagramm der Steuerungskennlinien ist.
  • Wie 1 zeigt, kann eine Laufkatze 12 auf Schienen 11 durch die Antriebswirkung einer Laufkatzenantriebseinrichtung 15 verfahren werden. Von der Laufkatze 11 hängt ein Seil 13 herab, und die Laufkatze 11 transportiert eine Hängelast 14 durch Anbringen der Hängelast 14 an dem Vorderende des Seils 13.
  • Die Laufkatze 12 ist ferner versehen mit einem Laufkatzenverlagerungsdetektor 21 zum Detektieren einer Laufkatzenposition x1, einem Laufkatzengeschwindigkeitsdetektor 22 zum Detektieren einer Laufkatzengeschwindigkeit x2 und einem Schwingungsbewegungsdetektor 23 zum Detektieren einer Schwingungsverlagerung x3 und einer Schwingungsgeschwindigkeit x4.
  • Der Schwingungsbewegungsdetektor 23 ist ein Detektor von dem Typ, der eine an der Hängelast 14 angebrachte Markierung mit einer an der Laufkatze 12 angebrachten Kamera vertikal nach unten photographiert, und ein aufgenommenes Bild einer Bildverarbeitung unterzieht, so daß die Schwingungsverlagerung x3 und die Schwingungsgeschwindigkeit x4 detektiert werden.
  • Die detektierte Laufkatzenposition x1, Laufkatzengeschwindigkeit x2, Schwingungsverlagerung x3 und Schwingungsgeschwindigkeit x4 werden an eine Steuerungsvorrichtung 26 gesendet. Die Steuerungsvorrichtung 26 führt in der ersten Hälfte der Steuerung eine Steuerung zum Stabilisieren der Laufkatze 12 durch, während sie gleichzeitig bewirkt, daß diese einer vorgegebenen Geschwindigkeit folgt, wie noch beschrieben wird. Dieser Steuerungstyp erfolgt mit eingebauten Optimal-Steuerbereichen 31, 32 (siehe 2).
  • Dadurch wird das Schwingen der Hängelast 14 klein gehalten (zusätzliche Steuerung durch die vorliegende Erfindung). Wenn sich die Laufkatze 12 der Zielposition nähert, wird diese Steuerung so umgeschaltet, daß sie die Positionierung und Stabilisierung der Laufkatze 12 steuert (herkömmlich durchgeführte Steuerung). Entsprechend diesem Geschwindigkeitsbefehl u wird die Laufkatzenantriebseinrichtung 15 angetrieben, um die Laufkatze 12 zu verfahren.
  • In der in 2 gezeigten Steuerungsvorrichtung 26 sind angeordnet ein Steuerbereich 31 für die optimale Beschleunigung/Konstantgeschwindigkeit, um die Laufkatze 12 so zu steuern, daß sie einer vorgegebenen Geschwindigkeit vset folgt, und ein Steuerbereich 32 für die optimale Positionierung zur Durchführung einer Steuerung mit dem Ziel der Positionierung und Stabilisierung Laufkatze.
  • Die von den Detektoren 21, 22, 23 detektierten Meßwerte werden in diese Optimal-Steuerbereiche 31, 32 eingegeben. Hinsichtlich der Laufkatzenposition soll die relative Position der Laufkatze zu einer Zielposition pset als Steuerungseingang dienen. Eine relative Position x1', die als x1' = x1 – psetdefiniert ist, wird also als der Steuerungseingang genutzt.
  • Hinsichtlich der Eingabe in den Steuerbereich 31 für die optimale Beschleunigung/Konstantgeschwindigkeit ist die Laufkatzengeschwindigkeit die relative Geschwindigkeit der Laufkatze zu der vorgegebenen Geschwindigkeit vset. Eine relative Geschwindigkeit x2', die als x2' = x2 – vsetdefiniert ist, wird also als ein Eingangssignal für den Optimal-Steuerbereich 31 genutzt.
  • Ferner ist ein von dem Steuerbereich 31 für die optimale Beschleunigung/Konstantgeschwindigkeit ausgegebener Geschwindigkeitsbefehl u1 ebenfalls die relative Geschwindigkeit zu der vorgegebenen Geschwindigkeit. Somit wird u1', das als u1' = u1 + vsetdefiniert ist, als das Ergebnis der Berechnung durch den Optimal-Steuerbereich 31 genutzt (Laufkatzengeschwindigkeitsbefehl).
  • Die von dem Steuerbereich 31 für die optimale Beschleunigung/Konstantgeschwindigkeit durchgeführte Verarbeitung ist wie folgt: Eine optimale Steuerungsverstärkung wird auf die gleiche Weise wie bei einer herkömmlichen Steuerungsverstärkung bestimmt. Eine Verstärkung zur Vervielfachung der Laufkatzenposition ist für die Steuerung jedoch unnötig, um die Verfolgung bis zu der vorgegebenen Geschwindigkeit zu bewirken.
  • Es wird also eine Gewichtungsmatrix Q', die so vorgegeben ist, daß die Verstärkung zum Vervielfachen der Laufkatzenposition null ist, verwendet, und eine optimale Verstärkung K' zum Minimieren der folgenden Auswertungsfunktion J' wird gefunden. J' = ∫0 (xTQ'x + r'u2)dt (7) u = K'x + vset (8).
  • Zu dem Laufkatzengeschwindigkeitsbefehl u1', dem Ausgangssignal, ist die vorgegebene Geschwindigkeit vset hinzuaddiert, wie vorstehend erläutert wurde.
  • Der Steuerbereich 32 für die optimale Positionierung führt die gleiche Berechnung wie ein herkömmlicher Optimal-Steuerbereich 032 gemäß 6 aus, so daß ein Laufkatzengeschwindigkeitsbefehl u2 für die Positionierung und Stabilisierung der Laufkatze erzeugt wird.
  • Ein Wählbereich 33 für die laufzustandsmäßige Steuerung empfängt Eingangssignale für den Laufkatzengeschwindigkeitsbefehl u1' von dem Steuerbereich 31 für die optimale Beschleunigung/Konstantgeschwindigkeit, den von dem Steuerbereich 32 für die optimale Positionierung berechneten Laufkatzengeschwindigkeitsbefehl u2 und die relative Position x1' zu der Zielposition pset für die Laufkatze 12.
  • Der Wählbereich 33 für die laufzustandsmäßige Steuerung führt eine Umschaltung durch, um die Ergebnisse des Steuerbereichs 31 für die optimale Beschleunigung/Konstantgeschwindigkeit (Laufkatzengeschwindigkeitsbefehl) u1' als einen Geschwindigkeitsbefehl u auszugeben, wenn die relative Position x1' zu der Zielposition pset für die Laufkatze 12 größer als ein bestimmter vorgegebener Wert ist; oder um den Laufkatzengeschwindigkeitsbefehl u2, die Ergebnisse des Steuerbereichs 32 für die optimale Positionierung, als einen Geschwindigkeitsbefehl u auszugeben, wenn die relative Position x1' kleiner als der bestimmte vorgegebene Wert ist.
  • Der Geschwindigkeitsbefehl u1' oder der Geschwindigkeitsbefehl u2, der von dem Wählbereich 33 für die laufzustandsmäßige Steuerung gewählt ist, wird an die Laufkatzenantriebseinrichtung 13 ausgegeben, um die Laufkatze 12 anzutreiben.
  • Die Verarbeitungvorgänge in der Steuerungsvorrichtung 26 sind nachstehend zusammengefaßt. Das heißt, sie werden nachstehend in bezug auf ein in 3 gezeigtes Flußdiagramm beschrieben.
  • Schritt 1
  • Die Signale x1, x2, x3 und x4 von den Detektoren 21, 22 und 23 werden erfaßt.
  • Schritt 2
  • Die relative Position x1' der Laufkatze zu der Zielposition wird berechnet mit: x1' = x1 – pset.
  • Die relative Geschwindigkeit x2' der Laufkatze zu der vorgegebenen Geschwindigkeit wird berechnet mit: x2' = x2 – vset
  • Schritt 3
  • Eine Steuerungsberechnung für die optimale Beschleunigung/Konstantgeschwindigkeit wird auf der Basis des numerischen Ausdrucks (9) vorgenommen. Wie ferner der numerische Ausdruck (10) zeigt, wird die vorgegebene Geschwindigkeit zu den Ergebnissen der Berechnung hinzuaddiert.
    Figure 00130001
    u1' = u1 + vset (10)
  • Schritt 4
  • Die Steuerungsberechnung für die optimale Positionierung wird auf der Basis des numerischen Ausdrucks (11) vorgenommen.
  • Figure 00130002
  • Schritt 5
  • Es wird bestimmt, ob die relative Position der Laufkatze zu der Zielposition größer als ein bestimmter vorgegebener Wert ist.
  • Schritt 6
  • Wenn die relative Position der Laufkatze zu der Zielposition größer als der bestimmte vorgegebene Wert ist, wird das Ergebnis der Steuerung für die optimale Beschleunigung/Konstantgeschwindigkeit zu einem Laufkatzengeschwindigkeitsbefehl gemacht. Das heißt: u = u1'
  • Schritt 7
  • Wenn die relative Position der Laufkatze zu der Zielposition kleiner als der bestimmte vorgegebene Wert ist, wird das Ergebnis der Steuerung für die optimale Positionierung zu einem Laufkatzengeschwindigkeitsbefehl gemacht. Das heißt: u = u2
  • Wie vorstehend erläutert, hat die Steuerungsvorrichtung zwei Steuerungsverstärkungen, die eine für eine Steuerung, die eine Laufkatzengeschwindigkeit und ein Schwingen, und die andere für eine Steuerung, die eine Laufkatzenposition und ein Schwingen als Steuerwerte berücksichtigt. Durch Umschalten zwischen diesen zwei Parametertypen führt die Vorrichtung die Steuerung durch. Sie kann also eine Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren einer Hängelast bilden, die imstande ist, das Schwingen einer Hängelast minimal zu halten, während gleichzeitig die Laufkatze verfahren wird.

Claims (2)

  1. Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren einer Hängelast für einen Kran mit einer Laufkatze (12), an der mittels eines Seilelementes (13) eine Last (14) hängt, wobei die Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren einer Hängelast folgendes aufweist: – einen Detektor (21, 22) für den Bewegungszustandswert der Laufkatze zum Detektieren des Bewegungszustandswertes der Laufkatze (12); – einen Detektor (23) für den Bewegungszustandswert der Hängelast zum Detektieren des Bewegungszustandswertes der an der Laufkatze (12) aufgehängten Last (14); und – eine Steuerungsvorrichtung (26) zum Durchführen der Stabilisierungssteuerung der Hängelast auf der Basis von den von den jeweiligen Detektoren eingegebenen Detektiersignalen; – wobei die Steuerungsvorrichtung folgendes aufweist: einen Steuerbereich (32) für die optimale Positionierung zum Antreiben der Laufkatze mit dem optimalen Betriebswert auf der Basis einer optimalen Verstärkung (k), die so eingestellt ist, daß die Laufkatze in einer bestimmten Zielposition (pset) positioniert wird, so daß eine Stabilisierungssteuerung der Last durchgeführt wird; dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsvorrichtung ferner folgendes aufweist: einen Steuerbereich (31) für die optimale Geschwindigkeitsverfolgung zum Antreiben der Laufkatze mit dem optimalen Betriebswert auf der Basis einer optimalen Verstärkung (k'), die so eingestellt wird, daß sie einer bestimmten vorgegebenen Geschwindigkeit (vset) folgt, so daß die Stabilisierungssteuerung der Last durchgeführt wird; und einen Wählbereich (33) für die laufzustandsmäßige Steuerung zum Wählen des Steuerbereichs für die optimale Geschwindigkeitsverfolgung oder des Steuerbereichs für die optimale Positionierung auf der Basis des Laufzustandswertes der Laufkatze, um die Laufkatze anzutreiben.
  2. Steuerungsvorrichtung zum Stabilisieren einer Hängelast nach Anspruch 1, wobei der Detektor für den Bewegungszustandswert der Laufkatze einen Laufkatzenverlagerungsdetektor (21) zum Detektieren einer Laufkatzenposition und einen Laufkatzengeschwindigkeitsdetektor (22) zum Detektieren einer Laufkatzengeschwindigkeit aufweist, wobei der Detektor für den Bewegungszustandswert der Hängelast ein Schwingungsbewegungsdetektor (23) zum Detektieren der Schwingungsverlagerung und der Schwingungsgeschwindigkeit der Hängelast ist, und wobei dann, wenn die relative Position der Laufkatze zu der Zielposition größer als ein vorgegebener Wert ist, der Wählbereich für die laufzustandsmäßige Steuerung den Steuerbereich für die optimale Geschwindigkeitsverfolgung wählt, um die Laufkatze anzutreiben, und wenn die relative Position der Laufkatze zu der Zielposition kleiner als der vorgegebene Wert ist, der Wählbereich für die laufzustandsmäßige Steuerung den Steuerbereich für die optimale Positionierung wählt, um die Laufkatze anzutreiben.
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