FI91058B - Nosturin ohjausmenetelmä - Google Patents

Description

1 91058

Nosturin ohjausmenetelmä

Keksinnön kohteena on vaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä nosturin siirtomoottorin ohjaamiseksi 5 siten, että taakan heilahtelu eliminoidaan.

Nostoköyden varassa liikkuvan taakan heilunta on merkittävä ongelma käytettäessä nosturia materiaalin käsittelyssä. Siirtoliikkeen aikana aiheuttavat siirtonopeuden muutokset taakkaan aina heilahtelun, jonka suuruus 10 riippuu nostoköyden pituudesta ja nopeuden muutosnopeu desta eli kiihtyvyydestä. Taakan heilunnan eliminointia on tutkittu paljon ja automaattisesti toimivia ratkaisuja on kehitetty. Esimerkkinä näistä viitataan patenttiin FI 44036 (B66c 13/06) ja konferenssijulkaisuun Electric 15 Energy Conference 1987, Adelaide, s. 135 - 140. Yhteistä näille on, että nosturin siirtoliikkeen maalipiste on tiedossa jo lähtöhetkellä. Siirtoliikkeelle lasketaan optimaalinen nopeusprofiili, jota noudattamalla liikkeen lopussa ei esiinny heilahtelua ja liikkeeseen käytetty aika 20 on minimoitu.

Sellaisissa nosturikäytöissä, joissa nosturin käyttäjä ohjaa siirtoliikettä, heilahtelun vaimentaminen edellä mainituista viitejulkaisuista tunnetuilla menetelmillä on mahdollista vain mikäli käyttäjä toimii määrättyjen 25 ehtojen mukaisesti: - käyttäjä muuttaa nopeuden asetusarvon askelmai-sesti haluamaansa nopeuteen liikkeelle lähdettäessä, - käyttäjä pitää saman nopeuden asetusarvon päällä vähintään taakan korkeudesta riippuvan minimiäjän, 30 - käyttäjä muuttaa nopeuden asetusarvon askelmai- sesti vaihtaessaan tavoitenopeutta ja ·. - käyttäjä ei tee uusia ohjausliikkeitä ennen kuin järjestelmä on saavuttanut heilahtelemattoman tilan.

Tunnettua on ohjata nosturin siirtoliikettä siten, 35 että nosturin taakka on heilahtelemattomassa tilassa, kun 2 91058 uusi nopeuden asetusarvo annetaan. Siirtonopeus muutetaan kahdella yhtä pitkällä, symmetrisellä kiihtyvyysjaksolla, jotka ovat toisistaan puolen heilahdusjakson päässä.

Edellä esitetyn mukaista periaatetta voidaan paran-5 taa myös mielivaltaisella nopeuden asetusarvolla toimivaksi. Mikäli käyttäjän ohjausliikkeet sallivat eli mainitut ehdot toteutuvat, noudatetaan heilunnan minimoivaa "luonnollista ajokäyrää", joka määritellään edellä mainituista viitteistä tunnetulla tavalla. Jos kuitenkin käyttäjä te-10 kee mielivaltaisia ohjausliikkeitä, tulee nosturin seurata niitä, koska käyttäjällä pitää olla paras mahdollinen oh-jauskyky laitteeseen. Mielivaltaisten ohjausliikkeiden seurauksena ja käyttötilanteissa, joissa mainitut ehdot eivät ole täytetty, "luonnollista ajokäyrää" ei enää voi 15 noudattaa. Siirtoliikkeen ohjauksen aiheuttamaa heiluntaa ei siten saada kompensoitua.

Kun nosturia ohjataan antamalla siirtovaunulle nopeuden asetusarvo, nopein tapa saavuttaa haluttu nopeus on ohjata moottoria maksimaalisella kiihtyvyydellä niin 20 kauan, että nopeus saavutetaan. Heilahtelematon siirto edellyttää viitteiden mukaisesti kuitenkin, että kiihtyvyys jaksoa kohti on olemassa vastaava kiihtyvyysjakso puoli heilahdusjaksoa myöhemmin, mikä kasvattaa pysäytysaikaa ja -matkaa. Siirtovaunun kiihtyvyys on verrannollinen 25 siirtovaunun moottorin momenttiin ja edelleen virtaan.

Määrättyä kiihtyvyysrajoitusta ei voi ylittää moottorin virtarajoitusten vuoksi. Ohjausjärjestelmä ja käyttöympäristö asettavat usein myös muita rajoituksia, kuten esimerkiksi rajoitetun maksiminopeuden.

30 Siirrettäessä taakkaa nosturilla tulee nosturin käyttäjällä olla aina hyvä tuntuma järjestelmään. Nopeuden . muutosten ja heilahtelun vaimennuksen on tapahduttava no peasti. Taakan nopeuden ylityksen olisi pysyttävä pienenä eivätkä taakka tai nosturin osat kuten silta tai vaunu 35 saisi liikkua ohjaukselle vastakkaiseen suuntaan. Nopeuden 11 3 91058 ohjearvon muuttuessa taakan nopeuden on muututtava välittömästi samaan suuntaan kuin ohjearvon muutos edellyttää erityisesti ohjearvoa pienennettäessä.

Taakan pysäytysmatkan pitäisi riippua vain taakan 5 nopeudesta eikä se saisi vaihdella pysäytyspyyntöhetkellä vallinneen heilahtelun mukaan. Taakan kulkema matka sen jälkeen kun ohjearvo on asetettu nollaan tulisi olla minimoitu .

Yleisessä, mielivaltaisessa tapauksessa ei voida 10 pitää heiluntaa kompensoituna satunnaisena hetkenä siirto-liikkeen aikana. Niinpä keksinnön mukaisesti pyritään aikaansaamaan nosturin siirtoliikkeen ohjausmenetelmä, joka vaimentaa heilunnan hallitulla tavalla. Tämän aikaansaamiseksi keksinnölle on tunnusomaista vaatimuksen 1 tunnus-15 merkkiosassa esitetyt ominaispiirteet.

Keksinnön mukaisesti määritetään taakan hetkellinen liiketila ja ohjataan sen perusteella nosturin siirtoliikettä uutta ohjetta, esimerkiksi uutta nopeutta vastaavaan heilahtelemattomaan liiketilaan. Jotta yleisessä tapauk-20 sessa nopeuden asetusarvon muutoshetkellä vallitseva hei lahtelu saataisiin kompensoitua, tulee antaa ohjaus, joka on heilahtelun amplitudiin verrannollinen. Samanaikaisesti tulee vaunun siirtonopeus muuttaa nopeuden asetusarvon suuruiseksi sellaista rataa hyväksikäyttäen, joka ei ai-25 heuta heilahtelua.

Liiketila määritetään joko mittaamalla taakan heilahduskulma ja heilahtelun kulmanopeus tai siirtovaunun aikaisempien ohjaustoimenpiteiden perusteella vaunun kiihtyvyys jaksojen ja taakan köydenpituuden avulla kuten myö-30 hempänä selityksen erityisessä osassa tarkemmin kuvataan. Ensimmäisessä tapauksessa taakan heilahtelu kuvataan yhtä-. löllä, josta määritetään hetkellinen liiketila ja vaadit tava heilahtelun kompensoiva ohjaus. Tietyissä tapauksissa voidaan tehdä yksinkertaistavia oletuksia, jolloin yhtä-35 löstä on laskettavissa suoraan heilahduskulma ja heilahte- 4 91058 lun kulmanopeus. Mikäli oletukset eivät ole mahdollisia, ratkaistaan kyseiset suureet numeerisesti. Toisessa tapauksessa heilahtelun kompensoiva ohjaus määritetään suoraan aikaisemmin suoritettujen ohjauksien perusteella ja 5 muodostetaan vaadittava ohjaus.

Keksinnön muita suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin viitaten piirustuksiin, joissa 10 - kuvio 1 esittää nosturin periaatteellista raken netta, - kuvio 2 esittää ajan funktiona taakan heilahdus-kulman, keksinnön mukaiset kiihdytysohjesignaalit ja niistä aiheutuvat heilahtelut, 15 - kuvio 3 esittää vaunun koko pysäytysohjauksen, taakan heilahtelun ja vaunun nopeuden ajan funktiona, - kuvio 4 esittää kiihdytysohjejaksoja keksinnön toisen sovellutusmuodon mukaisessa menetelmässä, - kuvio 5 on vuokaavio toisen sovellutusmuodon to- 20 teutuksesta, - kuvio 6 on vuokaavio heilahtelun kompensoimisesta ja - kuvio 7 on vuokaavio loppunopeuden muuttamisesta.

Kuvio 1 esittää kaaviomaisesti nosturin rakennetta, 25 jossa vaunu 1 kannattaa köyden 2 varassa taakkaa 3. Vaunua .* liikutetaan siirtomoottorilla 4, jonka nopeutta ohjataan säätöyksiköllä 5, joka voi olla esimerkiksi muuttaja. Nosturin käyttäjä antaa nopeuden asetusarvon ohjaimella ohjausyksikölle 6, jossa muodostetaan asetusarvon edellyttä-30 mä ohjaus määräämällä kiihdytysjaksot, joita säätöyksikön 5 tulee noudattaa. Köyden 2 pituus määritetään esimerkiksi . julkaisusta FI 44036 tunnetulla tavalla tai mitataan sopi valla mittalaitteella sinänsä tunnetulla tavalla. Tieto köyden pituudesta viedään ohjausyksikköön 6. Vaikka tässä 35 on kuvattu vain vaunun siirtoliikettä, esitys pätee vas-

II

5 91058 taavasti nosturisillan liikkeisiin ja siitä aiheutuviin taakan heilahteluihin ja kompensointiin.

Seuraavassa kuvataan taakan liiketilan määritys kuvion mukaisessa järjestelmässä. Vaunun 1 siirtoliikkeen 5 nopeuden muutoksen johdosta taakka 3 heilahtaa pystysuorasta tasosta kulman Θ. Heilunta määräytyy nostoköyden 2 pituudesta 1 ja sen muutosnopeudesta 1' sekä vaunun 1 eli köyden ripustuspisteen kiihtyvyydestä. Kun oletetaan, että heilahduskulmat ovat pieniä ja että heilahtelun vaimenemi-10 nen voidaan jättää huomiotta, heilunta voidaan riittävällä tarkkuudella kuvata matemaattisesti heilahdusyhtälöllä 1.Θ" = - u - 2-Θ'*1'- g·Θ (1), 15 jossa 1 on nostoköyden pituus, 1' on nostoköyden 1. derivaatta eli taakan nosto- tai laskunopeus, Θ on taakan heilahduskulma eli köyden poikkeama pystysuorasta tasosta, 0' on heilahduskulman 1. derivaatta eli kulmanopeus, 0" on heilahduskulman 2. derivaatta eli kulmakiihtyvyys, u on 20 ripustuspisteen kiihtyvyys vaakasuunnassa ja g on putoa-miskiihtyvyys.

Yhtälöstä (1) voidaan määrittää hetkellinen heilahduskulma ja heilahdusnopeus erilaisilla ajotavoilla vaunun kiihtyvyyden u ja nostoköyden pituuden 1 ollessa mielival-25 täisiä, jatkuvia ja jatkuvasti derivoituvia ajan funktioita. Mikäli siirtoliikkeen kanssa samanaikaisesti suoritetaan myös taakan nosto tai lasku, ei yhtälö (1) ratkea aina suljetussa muodossa, mutta se voidaan ratkaista kuitenkin numeerisilla menetelmillä.

30 Jos nostonopeus 1' on pieni, voidaan heilahdusyhtä- lö (1) yksinkertaistaa muotoon 1*0" = - u - g · 0 (2).

35 6 91058

Nostoköyden pituuden ja siirtovaunun kiihtyvyyden perusteella voidaan määritellä heilahdusaika T sekä heilahduskulma Θ ja heilahdusnopeus θ' ajan t funktiona. Kun nostoköyden pituus 1 on vakio saadaan näille seuraavat 5 arvot: T = 2-n./I7g (3), θ = θ(t) - u/g cos (yi/g·t) - u/g (4), 10 θ' = 0'(t) = - u/g · yi/g-sin (/l/g-t) (5).

Kun heilahduskulma 0(t) määritetään erilaisille ajotilanteille, so. erilaisille vaunun kiihtyvyyksille u 15 ja nostoköyden pituuksille 1, nähdään heilahduskulman mää räytyvän kiihtyvyyden muutosten kumulatiivisesta vaikutuksesta. Tämä johtuu siitä, että 0 ja 0' eivät riipu mistään alkuarvosta (0O) eli eri u:n muutosten aiheuttamat 0:t ovat toisistaan riippumattomia. Nostoköyden pituus on mitatta-20 vissa useilla erilaisilla sinänsä tunnetuilla tavoilla.

Kun tunnetaan heilahduskulma ja heilahdusnopeus sekä vaunun kiihtyvyys, voidaan jokaisella ajan hetkellä t senhetkinen heilahtelun tila esittää muodossa 25 0 = A*cos(a+2*n*t/T) + B (6), jossa σ on vaunun kiihdytysohjausten aiheuttama kumuloitunut vaihe-ero ja B on vaunun kiihtyvyyteen verrannollinen vakio.

30 Keksinnön mukaisesti rajoitetaan yhtälön (6) mukai nen heilunta nollaksi mahdollisimman pian nopeuden ase-- tusarvon muuttamisen jälkeen tahi kun heilunta tai muu ennalta määrätty suure ylittää sallitun arvon. Kun käyttäjä muuttaa asetusarvoa, vaunun siirtomoottoria ohjataan 35 siten, että vallitseva heilahtelu tulee eliminoiduksi ja

II

7 91058 asetusarvo saavutetaan. Uusi nopeuden asetusarvo viedään ohjausyksikölle, jossa muodostetaan aikaisempien ohjausten perusteella kiihdytysohjeet moottorin säätöyksikölle, joka ohjaa moottorin nopeuden näin määrätyllä tavalla asetusar-5 von suuruiseksi. Siirtomoottorin kiihdytyksen määräävä ohjaus muodostetaan alla kuvatulla tavalla.

Nopeuden asetusarvon muutoksen hetkellä vallitsevan heilahtelun kompensoimiseksi tulee antaa ohjaus, joka on heilahtelun amplitudiin A verrannollinen. Vaunun siirtono-10 peus tulee myös muuttaa nopeuden asetusarvon suuruiseksi siten, että ei aiheuteta heilahtelua.

Tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi seuraavalla tavalla: - Valitaan ajan nollakohdaksi se ajan hetki, jolloin on 15 lähdetty ensimmäisen kerran liikkeelle kyseisen siir toliikkeen aikana. Tällöin voidaan yhtälöstä (6) laskea heilahtelun vaihe.

- Uuden nopeuden asetusarvon antamisen jälkeen laitteisto valitsee vallitsevien rajoitusten puitteissa, so. sal- 20 littujen kiihtyvyys-, momentti- ja nopeusrajoitusten ra joissa lyhyempään nopeuden muutosaikaan johtavan, kahdesta ohjausvaihtoehdosta, jotka molemmat johtavat heilahtelun loppumiseen: - tehdään nosturin siirtovaunun nopeuteen A*g:n suu- 25 ruinen kiihtyvyyden muutos hetkellä t' = (2n+l)* T/2 - σ·T/(2·π) tai - tehdään nosturin siirtovaunun nopeuteen -A·g:n suuruinen kiihtyvyyden muutos hetkellä t" = η·Τ -σ·Τ/(2·π), jossa n = 0,1,2,3,... siten, että t' ja 30 t" ovat suurempia kuin vallitseva ajan hetki.

- Heilahtelun kumoamiseksi tehdyn kiihtyvyyden muutoksen kumoamiseksi tehdään ajan hetkille t' (tai t" ) ja t'+T/2 (tai t"+T/2) sijoitetut -A*g/2:n (tai A*g/2:n) suuruiset kiihtyvyyden muutokset.

35 8 91058 - Tämän lisäksi tehdään heilahtelun kompensoivien ohjausten kanssa samanaikaisesti sellaiset kiihtyvyyden muutokset, ettei niistä aiheudu heilahtelua ja jotka johtavat siirtonopeuden muutokseen uuden ohjeen mukai-5 seksi.

Hidastusjakson aikainen kiihdytysprofiili saadaan mainittujen kiihdytysohjausten summana ja niistä saadaan edelleen vaunun hidastusjakson nopeusprofiili ajan funktiona v = v(t).

10 Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty heilahtelun vaimenta minen keksinnön mukaisella ohjauksella annettaessa nopeuden asetusarvo v = 0 eli pysäytyskäsky. Vaunun nopeus py-säytyskäskyhetkellä tl on vl ja taakka heilahtelee suoritettujen ohjausliikkeiden vuoksi. Kuviossa 2a on esitetty 15 ajan funktiona siirtoliikkeen aikana syntynyt kokonaishei-lahtelu sellaisena kuin se olisi ilman mitään ohjaustoimenpiteitä pysäytyskäskyhetken tl jälkeen.

Kuvion 2a mukaisessa tapauksessa ei hetken tl jälkeen ole uusia kiihtyvyyden muutoksia.

20 Heilahtelun kompensoivat ja liikkeen pysäyttävät kiihdytysohjaukset on kuvattu kuvioissa 2b, 2d ja 2f edellisen esimerkin mukaisesti. Vastaavasti kiihdytysohjausten aiheuttamat taakan heilahtelut on esitetty kuvioissa 2c, 2e ja 2g. Keksinnön mukaisesti annetaan hetkellä t3 taakan 25 heilahtelun kompensoiva kiihdytysohjesignaali ui, joka on suuruudeltaan sellainen, että se kompensoi pysäytyskäsky-hetkellä vallitsevan heilahtelun. Tämä aiheuttaa taakkaan kuvion 2c mukaisen heilahtelun ajan funktiona. Hetkillä t3 ja t6=t3+T/2 muutetaan kiihdytysohjettä kiihdytysohjeen ui 30 aiheuttaman kiihdytyksen kumoamiseksi kuvion 2d mukaisesti kiihdytysohjesignaalilla, jonka muutosten suuruus on puo-. let ui:n suuruudesta ja sen suhteen vastakkaismerkkinen.

Kuviossa 2e on kuvattu vastaavat heilahtelut.

Pysäytyskäskyhetkellä vallitsevan vaunun nopeuden 35 pysäyttämiseksi annetaan hetkestä tl hetkeen t2 kestävä tl 9 91058 kiihdytysohje ja toinen samansuuruinen kiihdytysohje hetkestä t4 hetkeen t5 kuvion 2f mukaisesti. Kiihdytyksen muutoksia vastaavat heilahtelukomponentit on kuvattu kuviossa 2g.

5 Edellä kuvattujen ohjaussignaalien yhdistetty koko naisvaikutus on esitetty kuviossa 3. Sen mukaisesti vaunua ohjataan kuvion 3a mukaisella kiihdytysjaksolla. Kuvion 2a mukainen heilahtelu vaimenee tällöin kuvion 3b mukaisesti pysäytyskäskyn tl ja pysähtymishetken t6 välillä. Siirto-10 vaunun nopeuden vaihtelu pysäytyksen aikana ilmenee kuviosta 3c. Vaunun ja taakan paikka eri ajanhetkinä on siten myös helppo määrätä.

Heilahtelun kompensointi suoritetaan vastaavalla tavalla myös muun nopeuden asetusarvon muutoksen yhteydes-15 sä. Heilahtelun kompensointi voidaan suorittaa myös muulloin kuin nopeuden asetusarvon muuntamishetkellä, jos esimerkiksi heilahduskulma tai heilahdusnopeus ylittää ennalta asetetun raja-arvon. Tällöin annetaan moottorille kiih-dytysohjeet, jotka eliminoivat vallitsevan heilahtelun, 20 mutta eivät muuta siirtoliikkeen nopeutta.

Kuvio 4 esittää nosturin siirtomoottorin kiihty-vyysohjejaksoja eräässä toisessa keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa, jossa ohjausjärjestelmässä olevaan muistiin tallennetaan aikaisempien ohjaustoimenpiteiden määräämät 25 kiihtyvyysjaksot. Heilahtelun kompensoivat kiihdytysjaksot määritetään suoraan aikaisemmin suoritettujen ohjausliikkeiden avulla ilman heilahdusyhtälön määritystä.

Tarkastellaan tilannetta, jossa vaunun ollessa paikallaan hetkellä t0 on annettu nopeuden asetusarvo vref = 30 vBax, minkä seurauksena muodostetaan moottorin kiihdytys-jaksot ax ja a2, jolloin kiihtyvyys on suurin mahdollinen KIIHTBax (kuvio 4a).

Hetkellä tx muutetaan nopeuden asetusarvo vref = -vBax. Kiihdytys jakson au johdosta välillä (t0,tx) on no-35 peus muuttunut arvoon v - vx ja taakan heilahduskulma on 91058 10 θ17. Heilahtelun kompensoimiseksi tulee puoli jaksoa ohjauksen aloittamisen jälkeen moottoria kiihdyttää vastaavalla kiihdytysjaksolla a22 kuvion 4b mukaisesti. Nopeuden asetusarvon toteuttamiseksi moottoria kiihdytetään vastak-5 kaiseen suuntaan jaksoilla a3 ja a4, jotka ovat puolen jakson päässä toisistaan (kuvio 4c). Kokonaisohjaus koostuu tällöin kuvion 4d mukaisista jaksoista. Nopeus muuttuu vastaavasti kuvion 4e esittämällä tavalla asetusarvoon v = -v max 10 Tavoitteena on yleensä nopeuden asetusarvon saavut taminen mahdollisimman nopeasti ohjauksen jälkeen, mikä edellyttää suurimman mahdollisen kiihtyvyyden käyttämistä. Käyttötilanteissa voi kuitenkin esiintyä tilanteita, jolloin ei ole mahdollista välittömästi toteuttaa käyttäjän 15 antaman nopeuden uuden asetusarvon edellyttämää kiihtyvyyttä esimerkiksi virtarajoituksen vuoksi. Tällöin uuden ohjauksen toteutusta tulee siirtää ajallisesti myöhemmäksi .

Keksinnön tässä sovellutusmuodossa nosturin siirto-20 vaunun moottorin ohjaus on toteutettu mikroprosessorin avulla siten, että ohjaustoimenpiteen aiheuttamat kiihdytys jaksot tallennetaan ohjausyksikössä olevaan muistiin nopeuden asetusarvon antamisen jälkeen. Ohjausyksikkö antaa moottorin säätöyksikölle ohjeen, jonka mukaisesti sää-25 töyksikkö säätää moottorin nopeuden asetusarvoa vastaavak-si. Annettaessa uusi ohje poistetaan sopivalla tavalla vanhojen ohjeiden mukaiset jaksot ja lisätään tarvittavat uudet jaksot seuraavien vuokaavioiden kuvaamalla tavalla.

Keksinnön mukainen ohjaus toteutetaan siten, että 30 nopeuden asetusarvot ja kiihdytysjaksot päivitetään ohjausjärjestelmässä määrätyin näytteenottovälein. Ohjaus , tapahtuu kuvion 5 vuokaavion mukaisesti. Lohkoissa 50 ja 51 mitataan köyden pituus 1 ja lasketaan yhtälön (3) mukaisesti köyden pituutta 1 vastaava heilahdusjakson pituus 35 T. Määritetään näytteenottohetki i2 skaalattuna käytetylle I) 11 91058 köydenpä.tuudelle kaavalla i2 = Tref/T, jossa Tref on vertai-luköydenpituutta vastaava heilahdusaika. Lohkoissa 52 ja 53 luetaan muistista nopeuden asetusarvo ja mitataan hetkellinen köydenpituuden arvo. Heilahdusaika T lasketaan 5 kaavalla (3) ja tarkastelun lähtöhetkeksi ix valitaan edellinen näytteenottohetki i2. Uusi näytteenottohetki i2 lasketaan lisäämällä aikaisempaan arvoon näytteenottoväli h kerrottuna tekijällä Tref/T.

Valintalohkossa 54 testataan, onko nopeuden asetus-10 arvo muuttunut edellisen näytteenottohetken jälkeen. Jos asetusarvo on muuttunut, generoidaan heilahtelun kompensoivat kiihdytysjaksot (lohko 55), joihin yhdistetään sellaiset kiihdytysohjejaksot (lohko 56), jotka eivät aiheuta heilahtelua ja jotka muuttavat nopeuden asetusarvoa vas-15 taavaksi kuvioiden 6 ja 7 vuokaavioiden mukaisesti. Tämän jälkeen ja myös kun asetusarvo ei ole muuttunut lohkoissa 57 - 59 lasketaan nopeus hetkellä i2 ja asetetaan laskettu nopeus ohjeeksi moottorikäytölle.

Heilahtelun kompensoiva kiihdytysjakso generoidaan 20 kuvion 6 mukaisen vuokaavion esittämällä tavalla. Käytetyn ohjauksen mukaisesti kiihtyvyysohjejaksot koostuvat sekvenssistä, joka koostuu kahdesta kiihdytysjaksosta KIIHT1 JA KIIHT2, jotka ovat kestoltaan ja suuruudeltaan samoja ja jotka sijaitsevat puolen heilahdusjakson päässä toisis-25 taan kuten ilmenee kuviosta 4. Sekvenssit on tallennettu J muistiin alkioina, joissa on tieto niiden sisältämien kiihdytysjaksojen alkuhetkestä ja lajista (KIIHT1/KIIHT2) ja arvosta (0 tai max) sekä sekvenssin seuraavan alkion osoitteen. Kun heilahtelu tulee kompensoida, poistetaan 30 kaikki sekvenssin alkiot, joiden aikakentän arvo on suurempi kuin ix + Tref/2 (lohko 60). Sekvenssiin lisätään al-kio, jonka KIIHT1=0 ja KIIHT2=0 ja aikakentän arvo = i2 + Tref/2, jolloin poistetaan toteutumattomia sekvenssin ensimmäisiä kiihdytysjaksoja vastaavat toiset kiihdytysjak-35 sot (lohko 61). Lopuksi asetetaan sekvenssin kaikkien ai- 12 91058 kioiden KIIHT1 = 0, millä saadaan poistetuksi kaikki toteutumattomat olemassa olevat ensimmäiset kiihdytysjaksot (lohko 62). Keksinnön mukaisesti tulee näin tapahtuneen ohjauksen aiheuttama heilahdus kompensoitua, koska kiihdy-5 tysjaksoa vastaa aina sen kanssa samansuuruinen toinen kiihdytysjakso, joka on puolen heilahdusjakson päässä jo toteutuneesta.

Loppunopeuden muuttavat kiihdytysjaksot muodostetaan kuvion 7 vuokaavion mukaisesti. Lohkoissa 70 - 74 10 merkitään ensin Piillä alkion osoite, joka on hetkellä i: voimassa ja määritetään Piin osoittaman alkion aikakentän arvo (=AIKA). Seuraavaksi lasketaan suurin mahdollinen kiihtyvyys KIIHT,,,^, jota voidaan käyttää. Tätä varten määritetään likiarvokaavalla köydenpituus lBin, joka saavutet-15 täisiin, jos taakkaa nostetaan maksiminostonopeudella HSnax ja tätä vastaava minimi heilahdusaika Troin kaavalla (3). KIlHTmahd määräytyy minimi- ja referenssiheilahdusaikojen suhteena vaunun/sillan todellisesta maksimikiihtyvyydestä KIIHTmax.

20 Valintalohkossa 75 tutkitaan, voidaanko Piin osoit taman alkion kohdalle tuoda halutun suuruinen uusi kiihdy-tyspulssi siten, ettei suurinta mahdollista kiihtyvyyttä KIIHT^bj ylitetä. Jos tämä ei ole mahdollista, siirrytään Piitä seuraavaan alkioon. Jos suurinta mahdollista kiihty-25 vyyttä voidaan noudattaa, määritetään lohkossa 76 uuden : kiihdytysohjepulssin suurin mahdollinen leveys W Piitä seuraavan ja Piin osoittamien alkioiden aikakenttien erotuksena. Mikäli Piin jälkeen ei ole alkioita pulssin pituus on Tref/2. Lohkossa 77 määrätään lisättävän kiihdytys-30 ohjepulssin suurin mahdollinen arvo siten, että vanhan ja lisättävän kiihdytysohjeen summan itseisarvo ei ylitä mis-sään arvoa KIIHTBahd ja säädetään ohjeen pituus sellaisek-si, ettei haluttua loppunopeutta ylitetä (lohkot 78, 79). Uuden kiihdytysohjeen ensimmäinen pulssi KIIHT1 aloitetaan 35 hetkellä AIKA ja toinen pulssi KIIHT2 hetkellä AIKA+Tref/2 ti 13 91058 (lohko 80). Jos haluttu nopeus ei vielä ole saavutettu, siirrytään seuraavan alkion kohdalle (lohkot 81 ja 82).

Kokonaisheilahtelu voidaan eliminoida ja siirto-liikkeen nopeus muuttaa keksinnön mukaisen menetelmän 5 puitteissa useilla erilaisilla tavoilla. Nämä eroavat toisistaan kiihtyvyyden muutosten ajoituksen ja suuruuden osalta. Mahdollisia ehtoja näille ovat esimerkiksi: - halutaan minimoida pysäytysmatka taakan paikasta hetkellä, jolloin annetaan nopeusohje v=0, taakan loppupaik- 10 kaan, - halutaan minimoida ylitysheilahdus pysäytettäessä tai muutettaessa taakan suunta, - halutaan pitää pysäytysmatka vakiona riippumatta nopeudesta ja heilahduskulmasta hetkellä, jolloin annetaan 15 nopeuden asetusarvo v=0 tai nopeuden asetusarvo, joka edellyttää suunnan muutosta, - halutaan pysäytysmatkan olevan riippumaton heilahduskulmasta hetkellä, jolloin annetaan nopeuden asetusarvo v=0 (yksikäsitteinen alkunopeuden funktio).

20 Alan ammattimiehelle on selvää ettei keksintö ra joitu edellä kuvattuihin esimerkkeihin vaan voi vaihdella patenttivaatimuksissa esitetyssä laajuudessa.

Claims (10)

14 91058

1. Menetelmä nosturin taakan (3) heilahtelun vaimentamiseksi vaunun (1) ja/tai sillan siirtoliikkeen aika- 5 na ohjattaessa vaunua/siltaa siirtomoottoria (4) ohjaavan ohjesignaalin avulla, jossa menetelmässä määritetään nos-toköyden (2) pituus, jonka avulla lasketaan taakan (3) heilahtelun heilahdusaika, tunnettu siitä, että annettaessa uusi nopeuden asetusarvo muodostetaan sillä 10 hetkellä olemassa olevan heilahtelun kompensoiva ohjaus (ux, u2; a22) sekä nopeuden muuttava ohjaus (u3; a3, a4).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään taakan heilah-dusyhtälöstä nostoköyden (2) pituuden ja aikaisemmista 15 ohjesignaaleista johdettujen vaunun kiihtyvyysmuutosten avulla kullakin hetkellä vallitseva, aikaisempien ohjaus-toimenpiteiden aiheuttama hetkellinen kokonaisheilahdus, jolloin heilahtelun (6) kompensoiva ohjaus käsittää ensimmäisen kiihdytysohjeen (ux), jonka kiihtyvyyden suuruus, 20 suunta ja alkamishetki määritetään uuden ohjesignaalin antohetkellä vallitsevasta heilahduskulmasta (Θ) ja hei-lahdusnopeudesta (θ') sekä ensimmäisen kiihdytysohjeen aiheuttaman loppukiihtyvyyden kompensoivan toisen kiihdy-tysohjeen (u2).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, • tunnettu siitä, että toiset kiihdytysohjeet (u2) muodostuvat kahdesta keskenään yhtäsuuresta kiihdytysohje-muutoksesta, joiden välinen aika on puolet heilahdusajasta (T/2) ja joiden suuruus on puolet kokonaisheilahtelun kom-30 pensoivan kiihdytysohjeen (u3) suuruudesta ja suunta vastakkainen.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siirtoliikkeen nopeuden muuttava ohjaus (u3) muodostetaan kahdesta yhtä pitkästä ja 35 samansuuruisesta kiihdytysjaksosta, joiden alkamishetkien välinen aika on puoli heilahdusjaksoa (T/2). f] 15 91058

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikäli hetkellinen kokonaisheilahdus (Θ) ennen uuden nopeuden asetusarvon antamista siirtoliikkeen aikana ylittää ennalta määrätyn 5 raja-arvon, suoritetaan heilahtelun kompensointi siten, että annetaan kiihdytysohje, joka eliminoi vallitsevan heilahduksen.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa nopeuden asetusarvon saavuttamiseksi muodostetaan ensim- 10 mäiset moottorin kiihdytysjaksot (ax) ja toiset vastaavat kiihdytysjaksot (a2), jotka ovat puolen heilahdusjakson päässä ensimmäisistä jaksoista (aj), tunnettu siitä, että uuden nopeuden asetusarvon antamishetkellä (t2) vallitsevan heilunnan eliminoimiseksi poistetaan kaikki 15 ensimmäiset kiihdytysjaksot (a2) sekä ne toiset kiihdytys-jaksot, jotka ovat yli puolen heilahdusjakson päässä uuden asetusarvon antamishetkestä ja uuden loppunopeuden aikaansaamiseksi muodostetaan uusi ensimmäinen (a3) ja toinen kiihdytysjakso (a4).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiihdytysjaksot (a1...a4) muodostetaan kunkin nopeuden asetusarvon antamisen jälkeen nopeuden asetusarvon saavuttamiseen asti.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että ohjaustietoa päivitetään jat- : kuvasti ennalta määrätyin aikavälein.

9. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että heilahtelun kompensoiva ohjaus ja nopeuden muuttava ohjaus yhdistetään 30 ohjausyksikössä muodostamaan kokonaisohjaus, jolla suoritetaan moottorin ohjaus.

\ 10. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että moottorille sallittuja virta- ja nopeusrajoituksia ei ylitetä. 16 91058