EP0665184A1 - Regelung für den elektrischen Fahrantrieb von Hebezeugen - Google Patents

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EP0665184A1
EP0665184A1 EP94120131A EP94120131A EP0665184A1 EP 0665184 A1 EP0665184 A1 EP 0665184A1 EP 94120131 A EP94120131 A EP 94120131A EP 94120131 A EP94120131 A EP 94120131A EP 0665184 A1 EP0665184 A1 EP 0665184A1
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EP
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load
speed
actual
pendulum angle
target
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EP94120131A
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Heinz Dr. Wilharm
Wolfgang Dipl.-Ing. Wichner
Ludwig Dipl.-Ing. Carbon
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/063—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads electrical

Definitions

  • the invention relates to a control system for the electric traction drive of hoists with a load hanging from a rope, with a computing device for determining a target profile for the driving speed on the basis of equations and associated input parameters valid for the vibration system formed by the traction drive with the oscillating load the determination of the target profile for the driving speed is determined as a function of a target profile of the drive torque determined from the equations or a variable representative of it, and with a control device which is supplied on the input side with the target profile for the driving speed and its measured actual profile and which controls the travel drive on the output side .
  • control of the travel drive of hoists with a load hanging on a rope are in a computing device from input variables such as the rope or pendulum length and the weight of the load on the basis of for
  • the mechanical vibrations used in the equations are used to calculate the target curves for the vehicle speed and the pendulum angle and to supply a control device for the vehicle drive.
  • the computing device includes several switchover points during starting and braking in the calculation of the setpoint curves and uses these as a measure for specifying the drive torque or drive current, the setpoint curves being determined such that the drive torque initially takes on a maximum value when starting or braking , then drops to almost zero and then has the maximum value again until the end of the starting or braking process. This ensures that the pendulum angle is zero at the end of the starting or braking process.
  • the invention has for its object to optimize the control for the electric drive.
  • the control device consists of a speed controller with a downstream current controller for the traction drive and that the setpoint curve of the drive torque determined by the computing device is connected to the output of the speed controller for pilot control.
  • the traction drive is thus controlled directly by the current controller with the desired course of the drive torque or drive current determined in the computing device, the speed controller only regulating the deviation of the actual behavior of the vibration system from the behavior of the vibration system, which is modeled or simulated in the computing device.
  • the computing device additionally determines from the equations the desired course of the load path, which is fed to a path controller together with an actual value of the load path, and that the output of the path controller via a switching device with a slowly increasing switch-on characteristic with the Speed controller input is connected.
  • the path control is preferably only switched on shortly before the target position of the load is reached in order to achieve precise load positioning, which is particularly advantageous in the case of container cranes.
  • the path controller is switched off when moving the load in order to avoid unrest in the control and thus to achieve a smooth course of travel when moving the load.
  • the switching device with the slowly increasing switch-on characteristic prevents sudden changes in the controlled variables when switching on the position control.
  • Stabilization of the control of the travel drive is advantageously achieved in that the computing device also uses the equations to determine the desired profile of the pendulum angle and the target course of the load speed determines that the target course of the pendulum angle is compared with its actual course and the target course of the load speed with its actual course and that the deviations between the target courses and actual courses of the pendulum angle and the load speed are applied to the input of the speed controller and possibly the output of the travel controller become.
  • the actual curves of the pendulum angle, the load speed and the load path can in principle be measured using suitable means, for example the arrangement described in German patent application P 42 37 096.5 for measuring load oscillations by measurement.
  • suitable means for example the arrangement described in German patent application P 42 37 096.5 for measuring load oscillations by measurement.
  • the measured actual profile of the pendulum angle is advantageously corrected before its comparison with the calculated target profile in such a way that the measured actual curve of the pendulum angle is fed to the observer device and is compared with the actual curve of the pendulum angle calculated by the observer device and that the deviation between the measured and the calculated actual curve of the pendulum angle is subtracted from the calculated actual curve of the pendulum angle as a result of interference.
  • the control system shown in FIG. 1 contains a computing device 1, which has two input parameters via an input, such as the mass of the load, the mass of the trolley to which the load is attached, the current rope length and maximum permissible limit values for the driving speed and the drive torque, to determine target curves for the traveling speed v K * of the trolley, the load speed v L *, the load path or position x L *, the pendulum angle ⁇ L * and the drive torque M K * or corresponding substitute variables such as the drive current i K *.
  • the determination of these target profiles takes place in the computing device 1 by analytical calculation or simulation on the basis of equations valid for the mechanical vibration system formed by the traction drive with the oscillating load, such as those described, for example, in FIG. B. are specified in the aforementioned DE-OS 30 05 461.
  • the target profile of the drive torque M K * or drive current i K * is formed by smoothing a torque or current profile shown here in dashed lines and changing abruptly, which initially assumes a maximum permissible value during the starting process, then drops to approximately zero and then again takes the maximum value.
  • the control path containing the travel drive of the hoist is designated with 3 with associated measuring sensors for measuring the actual courses of the travel path x K , the travel speed v K and the pendulum angle ⁇ L.
  • the travel drive is controlled by a current controller 4, which is acted upon on the input side via a current limiter 5 by the target curve of the drive current i K * or drive torque M K * determined by the computing device 1.
  • the travel drive is thus controlled directly with the predetermined torque curve M K *.
  • Deviations between the vibration behavior calculated or simulated in this way and the actual vibration behavior of the load are corrected by a speed controller 6, on the input side of which the difference between the desired course of the driving speed v K * or v KH * determined by the computing device 1 or specified by hand.
  • a control value sensor 8 is used, which is followed by a soft ramp function sensor 9 and a matching amplifier 10.
  • a switch 11 is used to switch between the vehicle speed setpoint v K * calculated in the computing device 1 and the vehicle speed setpoint v KH * specified by hand.
  • a path controller 12 is additionally provided, on the input side of which the difference between the setpoint value of the load path x L * determined in the computing unit 1 and the measured or at which The embodiment shown here is supplied by an observer device 13 ascertained actual value of the load path x L.
  • the travel controller 12 is connected via a switching device 14 with a slowly increasing switch-on characteristic and a subsequent limiter 15 to a summing node 16, at which the correction value coming from the travel controller 12 is applied to the desired course of the driving speed v K * determined by the computing device 1. Since the path controller 12 can reduce the stability of the entire control system, it is only gently switched on to the control system via the switching device 14, which is controlled, for example, by the computing device 1, when the load is close to the target.
  • the difference between the target curve of the load speed v L * determined by the computing device 1 and its actual value v L and the difference between the target curve of the pendulum angle ⁇ L * determined by the computing device 1 and its actual curve ⁇ L are determined via reinforcing elements 17, 18, 19 and 20 with different amplification factors K17, K18, K19 and K20 at a summing point 21 the setpoint value of the driving speed v K * or v KH * coming from the computing device 1 or the manual actuator 8 and at a summing point 22 the output of the travel controller 12 activated.
  • the amplification factors K ij are varied depending on the measured rope length to which the load depends.
  • the actual values for the load speed v L and the pendulum angle ⁇ LoW freed from interference components are not direct measured, but delivered by the already mentioned observer device 13, which is why the corresponding actual values for differentiating measured actual values are underlined.
  • two amplifiers 23 and 24 with the amplification factors 1 / l and g and two integrators 25 and 26 are connected in series, the amplifier 23 being supplied on the input side with the difference between the measured actual profile of the travel path x K and the output of the integrator 26.
  • the signal at the output of the switching device 27 is also applied to the signals at the output of the amplifier 24 and the integrator 25 via further matching elements 31 and 32 in order to define a defined one Obtain transient dynamics of the observer device 13.
  • the switching device 27 is used to switch off the consideration of the disturbing influences in the calculation of the actual value of the pendulum angle ⁇ L in the observer device 13, the pendulum angle becomes so large that it gets out of the measuring range of the corresponding measuring device for the pendulum angle.
  • circuit blocks of the control shown in FIGS. 1 and 3 can be implemented both as an electrical circuit and in the form of a program sequence in a computer.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

Bei einer bekannten Regelung für den Fahrantrieb von Hebezeugen mit an einem Seil hängender Last wird in einer Recheneinrichtung aufgrund von Gleichungen, die für das von dem Fahrantrieb mit der pendelnden Last gebildete Schwingungssystem gültig sind, ein Sollverlauf für die Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem aus den Gleichungen bestimmten Sollverlauf des Antriebsmoments ermittelt und einer Regeleinrichtung für den Fahrantrieb zugeführt. Zur Optimierung der Regelung wird der Sollverlauf des Antriebsmoments (MK*) zur Vorsteuerung der Regeleinrichtung (4, 6) aufgeschaltet. Eine weitere Stabilisierung der Regelung wird dadurch erreicht, daß in der Recheneinrichtung (1) bestimmte Sollverläufe des Pendelwinkels (φL*) und der Lastgeschwindigkeit (vL*) mit zugehörigen Istwerten verglichen werden und die so erhaltenen Abweichungen der Regelung aufgeschaltet werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Regelung für den elektrischen Fahrantrieb von Hebezeugen mit an einem Seil hängender Last, mit einer Recheneinrichtung zur Bestimmung eines Sollverlaufs für die Fahrgeschwindigkeit auf der Grundlage von für das von dem Fahrantrieb mit der pendelnden Last gebildete Schwingungssystem gültigen Gleichungen und zugehörigen Eingangsparametern, wobei die Bestimmung des Sollverlaufs für die Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem aus den Gleichungen bestimmten Sollverlauf des Antriebsmoments oder einer dafür repräsentativen Größe ermittelt wird, und mit einer Regeleinrichtung, der eingangsseitig der Sollverlauf für die Fahrgeschwindigkeit sowie deren gemessener Istverlauf zugeführt wird und die ausgangsseitig den Fahrantrieb steuert.
  • Bei einer derartigen, aus der DE-OS 30 05 461 bekannten Regelung des Fahrantriebs von Hebezeugen mit an einem Seil hängender Last werden in einer Recheneinrichtung aus Eingangsgrößen, wie der Seil- bzw. Pendellänge und der Gewichtskraft der Last, auf der Grundlage von für das mechanische Schwingungssystem geltenden Gleichungen Sollverläufe für die Fahrgeschwindigkeit und den Pendelwinkel errechnet und einer Regeleinrichtung für den Fahrantrieb zugeführt. Dabei bezieht die Recheneinrichtung mehrere Umschaltpunkte während des Anfahrens und Bremsens in die Berechnung der Sollwertverläufe ein und benutzt diese als Maß für die Vorgabe des Antriebsmoments bzw. Antriebsstroms, wobei die Sollverläufe so bestimmt werden, daß das Antriebsmoment beim Anfahren bzw. Bremsen zunächst einen Maximalwert annimmt, dann auf annähernd Null absinkt und anschließend bis zum Ende des Anfahryorganges bzw. Bremsvorganges wieder den Maximalwert aufweist. Damit wird erreicht, daß der Pendelwinkel am Ende des Anfahr- bzw. Bremsvorganges Null ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regelung für den elektrischen Fahrantrieb zu optimieren.
  • Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei dem Verfahren der eingangs angegebenen Art die Regeleinrichtung aus einem Geschwindigkeitsregler mit einem nachgeordneten Stromregler für den Fahrantrieb besteht und daß der von der Recheneinrichtung bestimmte Sollverlauf des Antriebsmoments zur Vorsteuerung dem Ausgang des Geschwindigkeitsreglers aufgeschaltet ist. Der Fahrantrieb wird also über den Stromregler direkt mit dem in der Recheneinrichtung bestimmten Sollverlauf des Antriebsmoments bzw. Antriebsstromes gesteuert, wobei der Geschwindigkeitsregler nur noch die Abweichung des tatsächlichen Verhaltens des Schwingungssystems von dem in der Recheneinrichtung modellhaft berechneten oder simulierten Verhalten des Schwingungssystems ausregelt.
  • Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Regelung ist vorgesehen, daß die Recheneinrichtung aus den Gleichungen zusätzlich den Sollverlauf des Lastweges bestimmt, der zusammen mit einem Istwert des Lastweges einem Wegregler zugeführt wird, und daß der Ausgang des Wegreglers über eine Schalteinrichtung mit langsam ansteigender Einschaltcharakteristik mit dem Eingang des Geschwindigkeitsreglers in Verbindung steht. Dabei wird die Wegregelung vorzugsweise erst kurz vor Erreichen der Zielposition der Last eingeschaltet, um eine genaue Lastpositionierung zu erreichen, was insbesondere bei Containerkranen von Vorteil ist. Im übrigen ist der Wegregler beim Verfahren der Last abgeschaltet, um Unruhen in der Regelung zu vermeiden und so einen ruhigen Fahrverlauf beim Verfahren der Last zu erreichen. Die Schalteinrichtung mit der langsam ansteigenden Einschaltcharakteristik verhindert beim Einschalten der Wegregelung stoßartige Änderungen der geregelten Größen.
  • Eine Stabilisierung der Regelung des Fahrantriebs wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß die Recheneinrichtung aus den Gleichungen zusätzlich den Sollverlauf des Pendelwinkels und den Sollverlauf der Lastgeschwindigkeit bestimmt, daß der Sollverlauf des Pendelwinkels mit dessen Istverlauf und der Sollverlauf der Lastgeschwindigkeit mit deren Istverlauf verglichen werden und daß die Abweichungen zwischen den Sollverläufen und Istverläufen des Pendelwinkels und der Lastgeschwindigkeit dem Eingang des Geschwindigkeitsreglers und gegebenenfalls dem Ausgang des Wegreglers aufgeschaltet werden.
  • Die Istverläufe des Pendelwinkels, der Lastgeschwindigkeit und des Lastweges können grundsätzlich mit geeigneten Mitteln, beispielsweise der in der deutschen Patentanmeldung P 42 37 096.5 beschriebenen Anordnung zum meßtechnischen Erfassen von Lastpendelungen, gemessen werden. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung darüber hinaus möglich, den gemessenen Istverlauf des Fahrweges einer Beobachtereinrichtung zuzuführen, die aufgrund der Pendelgleichung den Istverlauf des Pendelwinkels, der Lastgeschwindigkeit und/oder des Lastweges berechnet.
  • Da bei der Bestimmung des Sollverlaufs des Pendelwinkels in der Recheneinrichtung Störeinflüsse, wie insbesondere die an der Last angreifenden Windkräfte, nicht berücksichtigt werden, erfolgt in vorteilhafter Weise eine Korrektur des gemessenen Istverlaufs des Pendelwinkels vor seinem Vergleich mit dem berechneten Sollverlauf in der Weise, daß zusätzlich der gemessene Istverlauf des Pendelwinkels der Beobachtereinrichtung zugeführt wird und mit dem von der Beobachtereinrichtung berechneten Istverlauf des Pendelwinkels verglichen wird und daß die Abweichung zwischen dem gemessenen und dem berechneten Istverlauf des Pendelwinkels als von Störeinflüssen herrührender Pendelanteil von dem berechneten Istverlauf des Pendelwinkels subtrahiert wird.
  • Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen. Dabei zeigen
    • FIG 1
    ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regelung in Form eines Blockschaltbildes,
    FIG 2
    in mehreren Diagrammen die berechneten Verläufe des Antriebsmoments, des Fahrweges, der Fahrgeschwindigkeit, des Lastweges, der Lastgeschwindigkeit und des Pendelwinkels und
    FIG 3
    das Blockschaltbild eines in der Regelung nach FIG 1 enthaltenen Lastbeobachters.
  • Die in FIG 1 gezeigte Regelung enthält eine Recheneinrichtung 1, der über einen Eingang 2 Eingangsparameter, wie z.B. die Masse der Last, die Masse der Katze, an der die Last hängt, die aktuelle Seillänge und maximal zulässige Grenzwerte für die Fahrgeschwindigkeit und das Antriebsmoment, zur Bestimmung von Sollverläufen für die Fahrgeschwindigkeit vK* der Katze, die Lastgeschwindigkeit vL*, den Lastweg bzw. die Lastposition xL*, den Pendelwinkel φL* und das Antriebsmoment MK* bzw. entsprechende Ersatzgrößen, wie der Antriebsstrom iK*. Die Bestimmung dieser Sollverläufe erfolgt in der Recheneinrichtung 1 durch analytische Berechnung oder Simulation auf der Grundlage von für das von dem Fahrantrieb mit der pendelnden Last gebildete mechanische Schwingungssystem gültigen Gleichungen, wie sie z. B. in der eingangs erwähnten DE-OS 30 05 461 angegeben sind.
  • FIG 2 zeigt in mehreren Diagrammen untereinander ein Beispiel für die Sollverläufe des Antriebsmoments MK* bzw. Antriebsstromes iK*, des Fahrweges xK*, der Fahrgeschwindigkeit vK*, des Lastweges xL*, der daraus resultierenden Lastgeschwindigkeit vL* und des Pendelwinkels φL*. Dabei ist der Sollverlauf des Antriebsmoments MK* bzw. Antriebsstromes iK* durch Glattung eines hier gestrichelt gezeichneten, sich sprungartig verändernden Momenten- bzw. Stromverlaufs gebildet, der beim Anfahrvorgang zunächst einen maximal zulässigen Wert annimmt, dann auf annähernd Null abfällt und anschließend wieder den Maximalwert annimmt. Wie ein Vergleich der Sollverläufe des Fahrweges xK* und das Lastweges xL* zeigt, eilt während der ersten Hälfte des Anfahrvorganges die Last der Katze mit zunehmenden Pendelwinkel φL* nach, während in der zweiten Hälfte des Anfahrvorganges die Last aufholt bis am Ende des Anfahrvorganges der Pendelwinkel φL* Null ist. Von da an werden die Katze und die Last mit jeweils gleicher Geschwindigkeit vK* bzw. vL* in Richtung auf das Ziel für die Last bewegt. Vor Erreichen des Ziels wird der Bremsvorgang eingeleitet, der in gleicher Weise wie der Anfahrvorgang abläuft. Anstelle der gezeigten Glättung für den Sollwertverlauf des Antriebsmoments MK* bzw. Antriebsstroms iK* kann auch eine Glättung in Form einer Rampenfunktion erfolgen. Durch die Glattung werden Stöße in dem Momentenverlauf verhindert.
  • In FIG 1 ist die den Fahrantrieb des Hebezeugs enthaltende Regelstrecke mit zugehörigen Meßgebern zum Messen der Istverläufe des Fahrweges xK, der Fahrgeschwindigkeit vK und des Pendelwinkels φL mit 3 bezeichnet. Der Fahrantrieb wird durch einen Stromregler 4 angesteuert, der eingangsseitig über eine Strombegrenzung 5 mit dem von der Recheneinrichtung 1 bestimmten Sollverlauf des Antriebsstromes iK* bzw. Antriebsmoments MK* beaufschlagt ist. Der Fahrantrieb wird also direkt mit dem vorbestimmten Momentenverlauf MK* gesteuert. Abweichungen zwischen dem so modellhaft berechneten bzw. simulierten Schwingungsverhalten und dem tatsächlichen Schwingungsverhalten der Last werden durch einen Geschwindigkeitsregler 6 ausgeregelt, dem eingangsseitig die Differenz zwischen dem von der Recheneinrichtung 1 bestimmten oder einem von Hand vorgegebenen Sollverlauf der Fahrgeschwindigkeit vK* bzw. vKH* und dem gemessenen Istverlauf der Fahrgeschwindigkeit vK zugeführt wird und dessen Ausgangssignal zu dem vorbestimmten Sollverlauf des Antriebsmoments MK* hinzuaddiert und dem Stromregler 4 zugeführt wird. Der dem Geschwindigkeitsregler 6 zugeführte sollverlauf der Fahrgeschwindigkeit vK* bzw. v KH* wird durch eine Geschwindigkeitsbegrenzung 7 begrenzt. Für die manuelle Vorgabe des der Fahrgeschwindigkeit vKH* dient ein Stellwertgeber 8, dem ein Sanfthochlaufgeber 9 und ein Anpaßverstärker 10 nachgeordnet ist. Ein Umschalter 11 dient zum Umschalten zwischen dem in der Recheneinrichtung 1 berechneten Fahrgeschwindigkeitssollwert vK* und dem von Hand vorgegebenen Fahrgeschwindigkeitssollwert vKH*.
  • Um in Zielnähe eine exakte Positionierung der Last zu ermöglichen, was insbesondere bei Containern von großer Bedeutung ist, ist zusätzlich ein Wegregler 12 vorgesehen, dem eingangsseitig die Differenz zwischen dem in der Recheneinheit 1 bestimmten Sollwert des Lastweges xL* und dem gemessenen oder bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine Beobachtereinrichtung 13 ermittelten Istwert des Lastweges x L zugeführt wird. Der Wegregler 12 ist ausgangsseitig über eine Schalteinrichtung 14 mit langsam ansteigender Einschaltcharakteristik und einem nachfolgenden Begrenzer 15 mit einem Summierknoten 16 verbunden, an dem der von dem Wegregler 12 kommende Korrekturwert dem von der Recheneinrichtung 1 bestimmten Sollverlauf der Fahrgeschwindigkeit vK* aufgeschaltet wird. Da der Wegregler 12 die Stabilität der gesamten Regelung herabsetzen kann, wird er erst dann über die beispielsweise durch die Recheneinrichtung 1 gesteuerte Schalteinrichtung 14 der Regelung sanft zugeschaltet, wenn die Last sich in Zielnähe befindet.
  • Zur Stabilisierung der Regelung wird die Differenz zwischen dem von der Recheneinrichtung 1 bestimmten Sollverlauf der Lastgeschwindigkeit vL* und deren Istwert vL sowie die Differenz zwischen dem von der Recheneinrichtung 1 bestimmten Sollverlauf des Pendelwinkels φL* und dessen Istverlauf φL über Verstärkungsglieder 17, 18, 19 und 20 mit unterschiedlichen Verstärkungsfaktoren K₁₇, K₁₈, K₁₉ und K₂₀ an einem Summierpunkt 21 dem von der Recheneinrichtung 1 oder dem Handstellglied 8 kommenden Sollwert der Fahrgeschwindigkeit vK* bzw. vKH* und an einem Summierpunkt 22 dem Ausgang des Wegreglers 12 aufgeschaltet. Die Verstärkungsfaktoren Kij werden in Abhängigkeit von der gemessenen Seillänge, an der die Last hängt, variiert. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Istwerte für die Lastgeschwindigkeit vL und den von Störanteilen befreiten Pendelwinkel φLoW nicht direkt gemessen, sondern von der bereits erwähnten Beobachtereinrichtung 13 geliefert, weswegen die entsprechenden Istwerte zur Unterscheidung von gemessenen Istwerten unterstrichen sind.
  • FIG 3 zeigt ein Blockschaltbild der Beobachtereinrichtung 13, in der aus den gemessenen Istverlauf des Fahrweges xL und in Abhängigkeit von der ebenfalls gemessenen Seillänge l auf der Grundlage der Pendelgleichung für kleine Pendelausschläge

    m L · l² · d²φ L /dt² = -m L · g · l · φ L ,
    Figure imgb0001

    mit mL = Masse der Last und g = Erdbeschleunigung, die Istwerte für den Pendelwinkel φL, die Lastgeschwindigkeit vL und den Lastweg x L berechnet werden. Hierzu sind zwei Verstärker 23 und 24 mit den Verstärkungsfaktoren 1/l bzw. g sowie zwei Integratoren 25 und 26 hintereinander geschaltet, wobei den Verstärker 23 eingangsseitig die Differenz zwischen dem gemessenen Istverlauf des Fahrweges xK und dem Ausgang des Integrators 26 zugeführt wird.
  • Da in der das mechanische Schwingungssystem simulierenden Recheneinrichtung 1 Störeinflüsse, wie insbesondere auf die Last einwirkende Windkräfte, nicht berücksichtigt werden, werden diese Störeinflüsse in der Beobachtereinrichtung 13 aus dem dort ermittelten Istwert des Pendelwinkels φ L herausgerechnet, so daß ein von diesen Störeinflüssen befreiter Istwert des Pendelwinkels φ LoW erhalten wird. Hierzu wird in der Beobachtereinrichtung 13 die Differenz zwischen dem tatsächlich gemessenen Istwert des Pendelwinkels φL und dem von dem Beobachter errechneten Istwert φ L gebildet und über eine Schalteinrichtung 27 und ein Anpaßglied 28 mit nachgeordnetem Integrator 29 als der auf den Störeinflüssen beruhende Pendelwinkelanteil φ W einem Subtrahierknoten 30 zugeführt wird, wo er von dem von der Beobachtereinrichtung 13 ermittelten Pendelwinkel φ L subtrahiert wird. Das Signal am Ausgang der Schalteinrichtung 27 wird außerdem über weitere Anpaßglieder 31 und 32 den Signalen am Ausgang des Verstärkers 24 und des Integrators 25 aufgeschaltet, um eine definierte Einschwingdynamik der Beobachtereinrichtung 13 zu erhalten. Die Schalteinrichtung 27 dient dazu, die Berücksichtigung der Störeinflüsse bei der Berechnung des Istwertes des Pendelwinkels φ L in der Beobachtereinrichtung 13 abzuschalten, der Pendelwinkel so groß wird, daß er aus dem Meßbereich der entsprechenden Meßeinrichtung für den Pendelwinkel herausgerät.
  • Die in den FIG 1 und 3 gezeigten Schaltungsblöcke der Regelung können sowohl als elektrische Schaltung als auch in Form eines Programmablaufes in einem Rechner realisiert werden.

Claims (5)

  1. Regelung für den elektrischen Fahrantrieb von Hebezeugen mit an einem Seil hängender Last, mit einer Recheneinrichtung (1) zur Bestimmung eines Sollverlaufs für die Fahrgeschwindigkeit (vK*) auf der Grundlage von für das von dem Fahrantrieb mit der pendelnden Last gebildete Schwingungssystem gültigen Gleichungen und zugehörigen Eingangsparametern, wobei die Bestimmung des Sollverlaufs für die Fahrgeschwindigkeit (vK*) in Abhängigkeit von einem aus den Gleichungen bestimmten Sollverlauf des Antriebsmoments (MK*) oder einer dafür repräsentativen Größe (iK*) ermittelt wird, und mit einer Regeleinrichtung, der eingangsseitig der Sollverlauf für die Fahrgeschwindigkeit (vK*) zugeführt wird und die ausgangsseitig den Fahrantrieb steuert,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Regeleinrichtung aus einem Geschwindigkeitsregler (6) mit einem nachgeordneten Stromregler (4) für den Fahrantrieb besteht und daß der von der Recheneinrichtung (1) bestimmte Sollverlauf des Antriebsmoments (MK*) zur Vorsteuerung dem Ausgang des Geschwindigkeitsregler (6) aufgeschaltet ist.
  2. Regelung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Recheneinrichtung (1) aus den Gleichungen zusätzlich den Sollverlauf des Lastweges (xL*) bestimmt, der zusammen mit einem Istwert des Lastweges (xL) einem Wegregler (12) zugeführt wird, und daß der Ausgang des Wegreglers (12) über eine Schalteinrichtung (14) mit langsam ansteigender Einschaltcharakteristik mit dem Eingang des Geschwindigkeitsregler (6) in Verbindung steht.
  3. Regelung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Recheneinrichtung (1) aus den Gleichungen zusätzlich den Sollverlauf des Pendelwinkels (φL*) und den Sollverlauf der Lastgeschwindigkeit (vK*) bestimmt, daß der Sollverlauf des Pendelwinkels (φL*) mit dessen Istverlauf (φL) und der Sollverlauf der Lastgeschwindigkeit (vL*) mit deren Istverlauf (vL) verglichen werden und daß die Abweichungen zwischen den Sollverläufen und Istverläufen des Pendelwinkels und der Lastgeschwindigkeit dem Eingang des Geschwindigkeitsreglers (6) und gegebenenfalls dem Ausgang des Wegreglers (12) aufgeschaltet werden.
  4. Regelung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der gemessene Istverlauf des Fahrweges (xK) einer Beobachtereinrichtung zugeführt wird, die aufgrund der Pendelgleichung (Lagrangesche Gleichung) den Istverlauf des Pendelwinkels (φ L), der Lastgeschwindigkeit (v L) und/oder des Lastweges (x L) berechnet.
  5. Regelung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zusätzlich der gemessene Istverlauf des Pendelwinkels (φL) der Beobachtereinrichtung (13) zugeführt wird und mit dem von der Beobachteeinrichtung (13) berechneten Istverlauf des Pendelwinkels (φ L) verglichen wird und daß die Abweichung zwischen dem gemessenen und dem berechneten Istverlauf des Pendelwinkels als von Störeinflüssen herrührender Pendelanteil (φ W) von dem berechneten Istverlauf des Pendelwinkels (φ L) subtrahiert wird.
EP94120131A 1994-01-28 1994-12-19 Regelung für den elektrischen Fahrantrieb von Hebezeugen Expired - Lifetime EP0665184B1 (de)

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DE4402563 1994-01-28

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DE (1) DE59408008D1 (de)

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