FR2598141A1 - Dispositif de commande de suppression des oscillations dans une grue du type a suspension. - Google Patents

Abstract

CE DISPOSITIF DE COMMANDE COMPORTE DES MOYENS1 DE DEPLACEMENT PAR EXEMPLE D'UNE BENNE2 DEVANT ETRE TRANSPORTEE ET SUSPENDUE A UN CABLE3, DES MOYENS DE LEVAGE12 PREVUS SUR LES MOYENS DE TRANSPORT1 POUR RELEVER ET ABAISSER LA BENNE2, DES MOYENS26 DE COMMANDE DES MOYENS1 POUR COMMANDER LA VITESSE DE CES DERNIERS SUR LA BASE D'UN DIAGRAMME DE VITESSE, DES MOYENS16 DE COMMANDE D'ABAISSEMENT-LEVAGE REGLANT LES HAUTEURS DE LEVAGE ET D'ABAISSEMENT DE LA BENNE, ET DES MOYENS DE COMMANDE PROGRAMMABLES30; 31-36 CALCULANT LA LONGUEUR MOYENNE DU CABLE ENTRE LES MOYENS DE TRANSPORT1 ET LA BENNE2, DES VITESSES D'ACCELERATION ET DE DECELERATION DES MOYENS1 EN RAPPORT AVEC LA LONGUEUR MOYENNE DU CABLE SUR LA BASE DU DIAGRAMME DE VITESSE ET DELIVRANT UN SIGNAL DE COMMANDE AUX MOYENS26. APPLICATION NOTAMMENT AUX GRUES DECHARGEANT LES NAVIRES.

Description

Dispositif de commande de suppression des oscillations dans une grue du

type à suspension La présente invention concerne un dispositif de commande de suppression des oscillations monté dans une grue du 5 type à suspension, pour commander la suppression des oscillations d'un corps devant être transporté et qui est transporté à l'état suspendu par une grue du type à suspension, et plus particulièrement un dispositif de commande servant à supprimer les oscillations dans une grue du type à suspension, dans 10 laquelle un corps devant être transporté est suspendu par un corps de forme linéaire, comme par exemple un câble métallique, à un corps en déplacement apte à se déplacer sur une surface formant piste déterminée, et dans lequel le corps en déplacement est déplacé à une vitesse constante de manière à 15 transporter à une vitesse constante le corps qui doit être transporté. Des systèmes de commande servant à supprimer les oscillations dans une grue du type à suspension utilisée dans le domaine technique mentionné plus haut ont été décrit dans 20 un article "(4) Commande de suppression des oscillations utilisant un microprocesseur", International Microcomputer Application Conference '80, pp. 121-130, et dans un article "(2012) Procédé de suppression des oscillations pour un pont roulant suspendu déplacment et enroulement", Proceedings of the 24th 25 Meeting of Automatic Control Association (Novembre 1981). Comme modèle de grue du type à suspension, on va considérer le modèle d'un simple pendule tel que représenté sur la figure 1. Surcettefigure la référence 1 désigne un chariot, la référence 2 une charge suspendue au chariot 1 au moyen d'un câble 30 3. En supposant que g désigne l'accélération de la pesanteur et i l'accélération du chariot 1, l'angle d'oscillation 6 de la charge suspendue 2 satisfait à la relation suivante: + 2et + gG = -... (1) dg dans laquelle 0: vitesse angulaire dt d2 9 35: accélération angulaire 2 d t : vitesse d'enroulement d du câble 3. En supposant que l'accélération C possède une valeur fixe (D0) et que la longueur du câble 3 possède une valeur fixe (.t0), le second terme de la relation (1) est suppri5 mé et le déplacement du pendule est une réponse échelon non amortie à un seul degré de liberté, représentée par: Log + gO = -O...(2) Le résultat indiqué dans le plan de phase est une trajectoire circulaire ayant pour centre un point (-hO/g, 0) et un rayon 10 i</g, comme représenté sur la figure 2(a), de sorte que l'oscillation pendant le déplacement du chariot 1 à vitesse constante peut être supprimée par arrêt de l'accélération lorsque exactement uncycle de la trajectoire est achevé. Des systèmes de commande de suppression des oscillations pour une grue du 15 type à suspension, qui sont basés sur ce principe et ont été proposes, sont classésd'une manière générale en tant que système de commande représenté sur les figures 3(a), 3(b) et 3(c), sur lesquelles le chariot est accéléré et est décéléré sur la base d'un intervalle de temps qui est égal à un nombre entier 20 de fois une période d'oscillation déterminée par la longueur du câble soutenant. la charge, et en un système de commande représenté sur les figures 4(a), 4(b) et 4(c) et qui est dérivé d'un problème de commande temporel minimum formulé de manière à obtenir une vitesse maximale du chariot et à réduire 25 l'angle de l'oscillation de charge à zéro à la fin d'un intervalle d'accélération, en considérant uniquement l'intervalle

d'accélération et l'intervalle de décélération du chariot.

Sur les figures 3 et 4, V représente la vitesse du chariot, t représente le temps, Max représente l'accéléramax

tion maximale du chariot, < représente l'accélération du chariot et V représente la vitesse maximale du chariot.

max

Les figures 3(a) et 4(a) montrent chacune un diagramme de vitesse du chariot, les figures 3(b) et 4(b) montrent chacune une entrée d'accélération standard pour le cha35 riot et les figures 3(c) et 4(c) montrent chacune une trajec-

toire, dans un plan de phase, de l'oscillation de la charge.

La vitesse du chariot, l'accélération d'entrée et la trajectoire dans le plan de phase de l'oscillation de charge sont déterminées de façon unique, le temps étant utilisé en tant 5 que critère d'évaluation, basée sur la longueur du câble, une vitesse maximale admissible du chariot, une accélération maximale admissible, une distance de déplacement, etc.

On va décrire ci-après les opérations du système.

Tout d'abord, dans le cas du système représenté sur la figure 10 3, la période d'oscilations (T = 2T r--ég) de la charge suspendue est déterminée uniquement par la longueur L du câble, le système est simple et l'accélération varie peu, de sorte que la charge appliquée au système de commande de la vitesse est faible. Lorsque le chariot accélère dans l'intervalle d'accé15 lération, la charge suspendue commence à osciller autour d'un centre formé par le point (- a/g) et l'oscilation de la char2In ge est réduite à zéro au bout de ô s (W= - / est une fréquence caractéristique et n est un entier naturel). Alors dans l'intervalle à vitesse constante, l'accélération est nulle, 20 ce qui n'entraîne aucun effet sur l'oscillation. C'est pourquoi en choisissant l'intervalle d'accélération de manière

qu'il soit égal à un nombre entier de fois la période d'oscillations, il est possible de réduire l'oscillation de la charge à zéro lorsque le chariot est arrêté.

Dans le cas du système de commande de suppression des oscillations pour une grue du type à suspension représentée sur la figure 4, le chariot est accéléré et décéléré de façon répétée avec des nombres de commutations d'accélération déterminées sur la base des conditions de déplacement de la 30 grue, telle que la longueur du câble, l'accélération maximale

admissible et la vitesse maximale admissible, ce qui permet de réduire l'oscillation de la charge à zéro et d'accroître la vitesse du chariot à une vitesse maximale à la fin de l'intervalle d'accélération. Sur les figures, P /I et S/tc repré35 sentent respectivement une durée d'accélération pour le cha-

riot dans l'intervalle d'accélération, et (/W représente une durée de décélération pour le chariot dans l'intervalle de décélération.

Par conséquent, en se référant à la trajectoire dans le plan de phase représenté sur la figure 4(c), la trajectoire passe d'une origine O à un point A le long d'une trajectoire circulaire ayant pour centre le point(max /g) penmax dant la première accélération, et se déplace selon une trajectoire circulaire ayant pour centre le point (-max/g) pour atmax teindre le point B lors de la décélération ultérieure. Ensuite, lors de la seconde accélération, la trajectoire atteint l'origine O du plan de phase. Il en résulte que l'oscillation de la charge est nulle lorsque la vitesse maximale est atteinte, et pendant l'intervalle ultérieur à vitesse constante, l'accélération d'entrée est nulle ce qui n'entraîne aucune oscillation. De même pendant l'intervalle de décélération, l'oscillation de charge peut être réduite à zéro au moyen d'une commande semblable à celle intervenue pendant l'intervalle d'accélération. Cependant ces deux systèmes classiques de com20 mande de suppression des oscillations pour une grue du type à suspension sont efficaces uniquement dans l'hypothèse o la longueur du câble est fixée en permanence pendant la commande

de la suppression des oscillations.

Ci-après on va considérer le mouvement d'un pendu25 le en tenant de variations de la longueur du câble.

Lorsque le chariot est accéléré pendant un enroulement à vitesse constante (ô = -C) avec l'accélération-" fixe (00) la relation (1) devient: (So- Ct) - 2C- + go =-... (3) avec: longueur initiale du câble, qui représente une réponse échelon à amortissement négatif à un degré de liberté, et la trajectoire dans le plan de phase est une forme en spirale divergente, comme représenté sur la figure 2(b). Sur la base de cette donnée, il a été proposé de 35 réduire graduellement l'accélération O en fonction du temps t, (= + i1t) (o O0 et "1 sont des valeurs non égales à 0), de manière à éliminer l'oscillation pendant le déplacement du

chariot à vitesse constante.

Etant donné que le dispositif classique de suppres5 sion des oscillations dans une grue du type à suspension est constitué de la manière décrite précédemment, les circuits de commande requièrent des opérations arithmétiques complexes et un ordinateur de haut de gamme et c'est pourquoi les opérations arithmétiques peuvent être difficilement exécutées par un dis10 positif de commande basé sur un micro-ordinateur et monté sur la grue, et il est très difficile, du point de vue du coût, d'utiliser un ordinateur de haut de gamme pour être monté sur

la grue.

Le but de la présente invention est de fournir un 15 dispositif de commande de suppression des oscillations dans une grue du type à suspension, dans lequel un diagramme de suppression des oscillations est fixé, la variation de la longueur du corps de forme linéaire est supposée être constante sur la base d'une valeur moyenne, et des durées de com20 mande accélération-décélération pour la longueur du corps

de forme linéaire sont pràvuessous forme tabulée dans un dispositif de commande monté sur la grue, ce qui permet d'exécuter une commande de suppression des oscillations uniquement grâce à la récupération de données à partir de la table, lors 25 du fonctionnement réel de la grue.

Le dispositif de commande de suppression d'oscillations dans une grue du type à suspension conforme à la présente invention est agencé de telle sorte que, lorsque la longueur d'un corps de forme linéaire varie pendant le transport 30 d'un corps devant être transportéetquiestsuspzuaumoyen du corps de forme linéaire à un corps en déplacement, la longueur moyenne du corps de forme linéaire est fournie par le circuit fonctionnel de calcul de la longueur du corps de forme linéaire, à partir d'une fonction préréglée pour le calcul de la lon35 gueur moyenne du corps de forme linéaire, et à partir de points

2598 141

de réglage devant être insérés dans la fonction, et la vitesse que possède le corps en déplacemxntavant d'atteindre une vitesse constante, est commandée par un système de commande de la grue conformément à un intervalle d'accélération et à un intervalle de décélération lus, en fonction d'un signal de sortie délivré par le circuit opérationnel de calcul de la longueur moyenne du corps de forme linéaire, à partir d'un dispositif de tabulation de données, qui mémorise des données, tabulées de façon correspondante antérieurement, d'un inter10 valle d'accélération et d'un intervalle de décélération pour respectivement accélérer et décélérer le corps en déplacement conformément à la longueur moyenne du corps de forme linéaire

et à un diagramme de vitesses.

D'autres caractéristiqoes et avantages de la présen15 te invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels:

- la figure 1, dont il a déjà été fait mention, est une illustration de principe d'un état d'oscillation d'une charge dans une grue classique du type à suspension; - les figures 2(a) et 2(b), dont il a déjà été fait mention, représentent des diagrammes caractéristiques montrant la trajectoire dans un plan de phase dans un intervalle d'accélération avec une accélération constante et une trajectoire dans un plan de phase pendant un intervalle d'accélération 25 avec une accélération variable; les figures 3(a), 3(b) et 3(c), dont il a déjà été fait mention, représentent des diagrammes caractéristiques montrant respectivement un diagramme de vitesse, une accélération d'entrée standard et une trajectoire dans le plan 30 de phase de l'oscillation de la charge dans un dispositif de commande servant à commander la suppression des oscillations dans une grue du type a suspension, au moyen de l'accélération et de la décélération d'un corps en déplacement conformément à une période d'oscillation déterminée par la longueur 35 d'un câble pour une charge suspendue; Les figures 4(a), 4(b) et 4(c), dont il a déjà été fait mention, sont des diagrammes caractéristiques montrant un diagramme de vitesse, une accélération d'entrée standard et une trajectoire dans un plan de phase d'une oscillation de 5 la charge dans un dispositif de commande servant à supprimer une oscillation dans une grue de type suspendu, en considérant uniquement un intervalle d'accélération et un intervalle de décélération pour un corps en déplacement de manière à obtenir une vitesse maximale du corps en déplacement et à réduire 10 l'angle de l'oscillation de charge à zéro pour la fin de l'intervalle d'accélération; - la figure 5 est un schéma- bloc d'une forme de réalisation d'un dispositif de commande de suppression des oscillations dans une grue du type à suspension, conforme à la pré15 sente invention; la figure 6 est une illustration montrant le principe du dispositif de commande selon une forme de réalisation représentée sur la figure 5, sur la base du concept de l'exécution de la commande de suppression des oscillations confor20 mément a la longueur moyenne du câble; - la figure 7 est un diagramme caractéristique montrant une trajectoire dans un plan de phase, dans le cas o l'on utilise une longueur fixe du câble en tant qu'approximation de la longueur moyenne du câble dans la forme de réali25 sation représentée sur la figure 5 - la figure 8 est une illustration schématique montrant la trajectoire du centre de gravité d'une benne dans le cas o le dispositif de commande représenté sur la figure 5 est appliqué à un transbordeur de déchargement; et - la figure 9 est une illustration schématique montrant-une trajectoire du centre de gravité de la benne dans

le dispositif de commande représenté sur la figure 5.

On va décrire ci-après de façon détaillée, en se référant aux figures, les formes de réalisation préférées d'un 35 dispositif de commande de suppression des oscillations dans

une grue du type à suspension conforme à la présente invention.

La figure 5 montre un schéma-bloc de l'agencement d'un dispositif de commande de suppression des oscillations 5 dans une grue du type à suspension, conformément à une forme

de réalisation de la présente invention. Sur la figure, la référence 1 désigne un chariot en tant qu'exemple de corps en déplacement, la référence 2 désigne une benne en tant qu'exemple d'une partie du corps devant être transporté, la référen10 ce 3 désigne un câble en tant qu'exemple du corps de forme linéaire servant à suspendre la benne 2, la référence 11 désigne un tambour de levage prévu dans le chariot 1 pour enrouler et dérouler le câble 3 et la référence 12 désigne un moteur servant à entraîner le tambour de levage 11 au moyen d'un 15 réducteur 13.

La référence 14 désigne un générateur tachymétrique raccordé directement au moteur 12, la référence 15 désigne un synchro-transmetteur monté sur un arbre du tambour de levage 11, la référence 16 désigne un dispositif de commande 20 d'entraînement de levage et d'abaissement qui reçoit le signal de sortie du générateur tachymétrique 14 en tant que signal de réaction et envoie un signal de commande au moteur 12, et la référence 17 désigne un convertisseur synchro-numérique servant à convertir un signal synchrone envoyé par l'oscillateur 25 15 en un signal numérique. La référence 21 désigne un tambour du chariot permettant de déplacer latéralement le tambour 1 dans une direction prédéterminée par l'intermédiaired'un câble 21A raccordé au chariot 1 sous la forme d'une boucle, par l'intermédiaire d'un réducteur 23. La référence 24 désigne un 30 générateur tachymétrique raccordé directement au moteur 22, et la référence 25 désigne un synchro-transmetteur monté sur l'arbre du tambour 21. La référence 26 désigne un dispositif de commande d'entraînement du chariot, qui reçoit un signal de sortie du générateur tachymétrique 24 en tant que signal 35 de réaction et envoie un signal de commande au moteur 22, et

la référence 27 désigne un convertisseur synchro-numérique servant à convertir un signal synchrone délivré par le transmetteur 25 en un signal de position numérique.

La référence 30 désigne un dispositif de commande 5 programmable, qui reçoit une instruction de code de fonctionnement S, un signal de position pour la benne 2, envoyé par le convertisseur synchro-numérique 17 et un signal de position pour le chariot 1, délivré par le convertisseur synchronumérique 27, et fonctionne conformément à un programme pré10 réglé de manière à délivrer des commandes MARCHE/ARRET au dispositif 16 de commande d'entraînement de levage et d'abaissement, et pour envoyer un signal analogique conformément à un diagramme de vitesse de fonctionnement au dispositif 26 de commande d'entraînement du chariot. Le dispositif de commande pro15 grammable 30 comporte les composants suivants: un circuit de commande 31, qui reçoit une instruction de fonctionnement S et délivre des instructions pour les positions finales de déplacement au dispositif de levage et au dispositif de déplacement latéral; des circuits d'asservissement de position 32 20 et 33, qui sont alimentés par une instruction de position délivrée par le circuit de commande 31 et par des signaux de position de réaction respectifs délivrés par les convertisseurs 17 à 27, chacun d'eux assumant une fonction d'asservissement de position; un circuit opérationnel 34 de calcul de la lon25 gueur moyenne du câble, qui calcule la longueur moyenne ja du câble en utilisant une formule en forme de fonction linéaire et règle des points réglés antérieurement pour l'obtention de la longueur moyenne 1a du câble et reçoit un signal de position de la part du convertisseur synchro-numérique 17 de ma30 nière à calculer la longueur moyenne du câble 3 et à délivrer la longueur moyenne du câble à uncircuit de tabulation de données 35 (décrit plus loin), en réponse à une instruction délivrée par le circuit de commande 31; un circuit de tabulation de données 35, qui mémorise les données tabulées anté35 rieurement concernant la relation entre la longueur moyenne du câble et les durées de commande (p/u et S/@ sur la figure 4(a)) comme décrit plus loin; et un circuit 36 de production d'un diagramme de fonctionnement du chariot et qui reçoit une durée de commande de la part du circuit de tabulation de données 35, mémorise la durée de commande tion, reçoit une instruction pour la position finale de déplacement de la part de ce circuit de commande 31 et délivre un signal analogique conformément à un déplacement tiré du diagramme de vitesse du chariot (voir figure 4(a)) envoyé au dis10 positif 26 de commande d'entraînement du chariot. Etant donné

que le diagramme de fonctionnement du dispositif 16 de commande d'entraînement de levage et d'abaissement est fixé de façon permanente, les signaux de sortie délivrés par le circuit d'asservissement de position 33 sont seulement des commandes 15 MARCHE/ARRET.

Dans cette forme de réalisation, on utilise un diagramme de la vitesse pour la suppression d'oscillations représenté sur la figure 4(a). La figure 6 est une illustration du processus consistant à fixer la longueur du câble à la valeur 20 moyenne fa de la longueur L du câble avant le démarrage de l'accélération du chariot 1, et de la longueur J,1 du câble à la fin de l'accélération. Sur la figure 6, si la vitesse de levage du câble 3 est représentée par C, on a la relation S0 -Ct. Il en résulte que le plan de phase est celui repéré par 25 la ligne formée de tirets sur la figure 7 et l'on voit que la trajectoire dans le plan de phase revient essentiellement & l'origine. Ci-après on va décrire un procédé pour déterminer les durées de commande dans un diagramme de vitesse de sup30 pression des oscillations sur la figure 4(a). En supposant que l'accélération maximale du chariot 1 dans l'intervalle max

d'accélération de la figure 4(a) soit constant, alors pour les durées de commande P/, Y/ú* et ú/-, la solution de commande optimale est fournie par Satoru Fujita et consorts dans 35 "Dispositif de commande de suppression des oscillations uti-

lisant un microprocesseur", International Microcomputer Application Conference '80, comme suit: = 2tg-l( sin... (4) 1 - c os) - i= -2(n - 1).. . (5) -( + -f= W tacc... (6) w=... (7) tacc = Vmax/max... (8) max. max o Vmax est la vitesse maximale du chariot 1 dans l'intervalmax

le à vitesse constante.

Bien que dans ce cas la longueur 1 du câble soit constante, les équations ci-dessus sont valables également dans le cas o la longueur du câble est considérée comme fixée pour la longueur moyenne a du câble, calculée comme décrit ci-dessus. En outre, avec n = 1 et P = ô, les relations 15 (4) à (8) s'écrivent de la manière suivante: Y=2tg- 1 ( _s in._ _). .. (9) = 2tg-(1 - cos 2t - = Wtacc... (10): g... (11) tacc = Vmax/1max... (12) Etant donné que les relations (9) et (10) seront des relations mettant en jeu < et f, la suppression du terme r entre les relations (9) et (10) fournit une relation entre t et J =,() tre e t 111z = F CLt)... (13) bu et la suppression du terme entre les relations (10) et (13) fournit une relation entre et: = 2F(e) - tacc ' (14)

o F(&) est une fonction de k en tant que variable.

Les valeurs des durées de commande P /W et e/cv 30 pour chaque valeur de la longueur J- du câble sont obtenues préalablement à partir des relations (13) et (14). Les valeurs ainsi obtenues sont mémorisées préalablement dans l'élément de tabulation de données 35 ainsi que la longueur moyenne a du câble, utilisée en tant que longueur 1 du câble, sous for35 me tabulée (ça' t' ô)

25981-41

La figure 8 montre la trajectoire du centre de gravité d'une benne 2 dans le cas o le dispositif représenté sur la figure 5 est appliqué à un transbordeur de déchargement.

Sur la figure, la référence 2 désigne une benne, la référence 5 3 un câble, la référence 40 une cale d'un navire, et la référence 41 la surface du minerai chargé dans la cale du navire.

L'inclinaison de la trajectoire de la benne 2 est déterminée par la vitesse maximale de levage C du câble 3 et par la vitesse maximale Vmax de déplacement latéral du chariot 1. La max

description, qui va suivre, s'applique au cas o la benne 2

saisit le minerai en un point R au niveau de la surface 41 du minerai sur la figure, et le levage du câble 3 est déclenché et un mouvement de déplacement latéral est exécuté à partir d'un point P0 situé au-dessus du point R. Etant donné que le 15 chariot 1 est accéléré conformément au diagramme de vitesse représenté sur la figure 4(a), la benne 2 est déplacée latéralement le long de la trajectoire indiquée par la ligne formée de tirets sur la figure, et le déplacement latéral qui a été exécuté au moment de la fin de l'accélération (point Q0) est Vax.Ta/2, Ta étant une durée pendant l'intervalle d'accémax lération. En outre le déplacement dans la direction de levage de la benne 2 sous l'effet du levage exécuté par le câble 3 pendant cette période est C.Ta. Cependant la trajectoire, le long de laquelle la benne 2 doit être déplacée en réalité, est 25 le trajet le plus court repéré par la ligne en trait plein sur

la figure et qui passe par le point Qi' Par conséquent, lorsque la position de démarrage de l'accélération est décalée du point P au point P1 et que la benne 2 est déplacée le long de la trajectoire repérée par la ligne en trait mixte sur la 30 figure, on obtient la trajectoire la plus courte recherchée.

Dans ce cas, la distance entre le point P0 et le point P1 est égale à C. Ta/2, qui est égale à la moitié de la distance sur laquelle la benne 2 est déplacée dans la direction de levage pendant l'accélération lors du déplacement latéral. En effet 35 le point P0 correspond à la longueur moyenne du câble pendant l'accélération au cours du déplacement latéral. D'une manière générale, pour déterminer la trajectoire de la benne 2 au moyen d'un modèle, on choisit le trajet rectiligne le plus court (trajet T0 -Q) repéré par la ligne en trait plein, de telle 5 sorte que la benne ne heurte pas le bord, situé du côté de la terre, de la cale du navire. Ce trajet est représenté par une expression fonctionnelle linéaire et peut être aisément déterminé au moyen d'un modèle, une fois que les positions au cours du déplacement latéral et les directions de levage sont déter10 minées. La longueur moyenne t du câble peut être obtenue en introduisant la position latérale du point de départ du levage dans l'expression fonctionnelle de la trajectoire ainsi déterminée. En effet en introduisant la valeur de la position P0 du câble 3, qui correspond au déclenchement de l'accéléra15 tion (position d'essai de démarrage du chariot dans l'expression fonctionnelle linéaire) dans l'expression fonctionnelle linéaire du trajet P0-Q1, on obtient la longueur moyenne a du câble. Ce calcul est exécuté par le circuit opérationnel 34 de calcul de la longueur moyenne du câble une fois que le 20 dispositif de commande programmable 30 a reçu l'instruction de fonctionnement S. La figure 9 représente une trajectoire de la benne 2, pour laquelle la référence 42 désigne une trémie disposée à terre, et la référence 43 désigne un pont supporté à terre 25 et permettant au chariot 1 de se déplacer sur une surface formant piste prédéterminée. La trajectoire de la benne est R -7 p P -l P -23 4P5 -P -P7, les points P et P étant confondus. Les

1 2 34 567 3 4

graphiques ENROULEMENT (a) et CHARIOT (a) représentent respectivement la vitesse de levage et la vitesse du chariot en rap30 port avec la position obtenue pendant que la benne 2 se déplace le long du trajet R-P -P23P3, le diagramme de DEPLACEMENT i 2 3'

LATERAL (a) correspondant au diagramme de vitesse représenté sur la figure 4(a). Les graphiques ENROULEMENT (b) et CHARIOT (b) représentent respectivement la vitesse de décélération et 35 la vitesse du chariot pendant le passage de retour de la ben-

ne 2. On va décrire ci-après les opérations intervenant dans cette forme de réalisation. Lorsque l'instruction de fonctionnement S est reçue par le dispositif de commande program5 mable 30, le circuit opérationnel 34 de calcul de la longueur

moyenne du câble calcule la longueur moyenne "a du câble de la manière décrite précédemment, et délivre la valeur calculée.

L'élément 35 de tabulation des données envoie au circuit 36 de production des diagrammes de fonctionnement, les valeurs 10 de la durée de commande tabulée r/X (= '/X) et {/X correspondant à la valeur calculée de la longueur moyenne a du câble, et le circuit 36 mémorise les valeurs qui lui sont envoyées.

Ensuite le dispositif de commande programmable 30 commande le dispositif 16 de commande d'entraînement de leva15 ge et d'abaissement de manière à amener la benne 2 à saisir le minerai, et à soulever la benne 2. Une fois que cette dernière a atteint le point P1, une commande de suppression d'oscillations est exécutée conformément au diagramme de vitesse représenté sur la figure 4(a). Lors de la réception d'une ins20 truction de démarrage de l'actionnement du chariot en provenance du circuit de commande 31 par l'intermédiaire du circuit fonctionnel d'asservissement de position 32, le circuit 36 de production des diagrammes de fonctionnement envoie au dispositif 26 de commande d'entraînement pour le déplacement 25latéral, un signal analogique servant à faire accélérer le chariot 1 avec une accélération max pendant la durée de commande P/I mémorisée dans le circuit 36. Il en résulte que le dispositif 26 de commande d'entraînement du chariot, qui reçoit un signal de réaction de la part du générateur tachymétrique 24, 30 fait tourner le tambour 21 du chariot par l'intermédiaire du

moteur 22 et du réducteur 23 afin d'accélérer le chariot 1 pendant la durée de commande P/@.

Après l'écoulement de la durée de commande P/J, le

circuit 36 de production du diagramme de fonctionnement envoie 35 au dispositif 26 de commande d'entraînement du chariot un si-

gnal analogique servant à réaliser la décélération du chariot 1 avec une accélération correspondant & -0 pendant la durée max de commande Y/W mémorisée dans le circuit 36. Il en résulte que le chariot 2 est décéléré pendant la durée de commande 5 W pendant l'intervalle d'accélération. Ensuite, une fois écoulée la durée de commande i/", le circuit36dbproduction du diagramme de fonctionnement envoie au dispositif 26 de commande d'entraînement du chariot un signal analogique servant à déclencher une nouvelle accélération du chariot 1 avec une ac10 célération max pendant la durée de commande S/w (= /'). Il max en résulte que le chariot 1 est à nouveau accéléré dans la durée de commande i/@ (= (/W). Une fois la durée de commande ô/I (= g/I) écoulée, la benne 2 est située au niveau du point Q1 et l'intervalle à vitesse constante représenté sur la fi15 gure 4(a) commence; par conséquent le circuit 36 de production du diagramme de fonctionnement délivre un signal analogique servant à provoquer le déplacement du chariot 1 à une vitesse constante Vmax, ce qui a pour effet que le chariot 1 est déplacé à la vitesse constante V.ax Lorsque le fonctionnement max de la grue du type à suspension passe de l'intervalle d'accélération à l'intervalle à vitesse constante, l'oscillation de

la benne 2 a été amenée à une valeur nulle.

D'autre part, en réponse à un signal MARCHE délivré par le circuit fonctionnel d'asservissement de position 25 33, le dispositif 16 de commande d'entraînement de levage et d'abaissement, qui reçoit un signal de réaction de la part du générateur tachymétrique 14, actionne le tambour de levage 11 au moyen du moteur 12 et du réducteur 13 de manière à relever de façon continue le câble 3 à une vitesse constante C, et 30 arrête l'opération de levage lorsque la benne 2 a atteint le

point P2 pendant l'intervalle à vitesse constante. Le circuit opérationnel 34 de calcul de la longueur moyenne du câble, qui reçoit un signal de position de la part du synchro-transmetteur 15 par l'intermédiaire du convertisseur synchro-num-éri35 que 17 pendant le relevage du câble 3, calcule la longueur mo-

yenne Ja du câble, sur la base du signal de position obtenu aussitôt après le levage. La longueur moyennez du câble,ainsi calculée, est envoyée à l'élément 35 de tabulation de données, qui délivre des durées de commande possibles P/L et î/W. Les valeurs mises à jour sont mémorisées dans le circuit 36 de production du diagramme de fonctionnement, de la même manière que mentionné précédemment, afin d'être utilisé lors

de l'opération ultérieure similaire.

Lorsque le chariot arrive au niveau de la position 10 limite entre l'intervalle à vitesse constante et l'intervalle de décélération, le signal de position délivré par le synchrotransmetteur 25 est introduit dans le circuit 36 de production du diagramme de fonctionnement, par l'intermédiaire du convertisseur synchro-numérique 27 et du circuit fonctionnel 15 d'asservissement de position 32, de sorte que la benne 2 est

décélérée par le circuit 36 conformément au signal d'entrée que ce dernier reçoit. Par conséquent l'opération inverse de celle qui est intervenue lors de l'intervalle d'accélération, est exécutée pendant l'intervalle de décélération représenté 20 sur la figure 4(a).

A la fin de la décélération, la benne 2 est située au niveau du point P3' lorsque l'actionnement du chariot est arrêté par suite de la commande effectuée par le circuit fonctionnel d'asservissement 32, et le minerai retenu dans la ben25 ne 2 est transféré dans la trémie 42. Ensuite le chariot 31 est déplacé dans la direction opposée à la direction dans Jlaquelle il se déplaçait, et une opération inverse 8 celle décrite cidessus est exécutée. La benne 2 est alors déplacée le long du trajet P3P4P5-P6->P7, jusqu'à atteindre la surfa30 ce 41 du minerai. La vitesse de la benne 2 en fonction de sa position au cours de ce déplacement est indiquée respectivement par les graphiques ENROULEMENT (b) et CHARIOT (b) sur la

figure 9. La benne 2 est abaissée lors du trajet P->P-.P7.Lorsque la longueur moyenne du câble n'a pas varié au cours du cy35 cle actuel de fonctionnement et que la même opération est ré-

pétée, comme mentionné précédemment, le circuit 36 produisant le diagramme de fonctionnement utilise les durées de commande /U et '/, mémorisées antérieurement dans ce circuit. Lorsque l'actionnement ultérieur de la grille est exécuté en utilisant 5 une longueur moyenne du câble, modifiée par rapport à la longueur moyenne du câble utilisée lors du présent cycle de fonctionnement, la nouvelle longueur moyenne du câble est calculée par le circuit opérationnel 34 de calcul de la longueur moyenne du câble moyennant l'utilisation de la fonction linéai10 re et analogue, de la même manière que cela a été mentionné précédemment. Il est évident que la longueur moyenne du câble peut être calculée par le circuit opérationnel 34 de calcul de la longueur moyenne du câble au moyen de la sélection d'un 15 point de réglage approprié à partir d'une pluralité de points

de réglage préparés de manière à être insérés dans la fonction linéaire, en réponse à l'instruction de fonctionnement S, ou bien une fonction linéaire appropriée peut être sélectionnée, en réponse à l'instruction de fonctionnement S, à par20 tir d'une variété de fonctions linéaires préparées.

Bien que le diagramme de la vitesse représenté sur

la figure 4(a) soit utilisé dans la présente forme de réalisation, on comprendra de la description qui précède que le

fonctionnement mentionné ci-dessus du dispositif de commande 25 de suppression d'oscillations conforme à la présente invention peut être appliqué à n'importe quel diagramme de vitesse de sorte que le déplacement latéral pendant l'accélération et la décélération pendant le déplacement latéral sont exprimés

par V.Ta/2.

Comme indiqué précédemment, conformément à la présente invention, on peut simplifier l'algorithme complexe de suppression des oscillations en utilisant la longueur moyenne du câble, et que les durées de commande pour l'accélération et la décélération peuvent être introduites dans un disposi35 tif de commande monté sur la machine, ainsi que la longueur moyenne du câble sous la forme d'une table de données, de sorte que la commande de suppression des oscillations peut être exécutée par récupération des données après des opérations arithmétiques simples, et que par conséquent le dispositif de 5 commande peut être réalisé à un faible coût et peut être collecté favorablement de manière à commander le réglage de la

trajectoire pour une charge suspendue.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande de suppression des oscillations dans une grue du type à suspension, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de déplacement (1) destinés à supporter un corps (2) devant être transporté et qui est suspendu par un corps de forme linéaire (3) pouvant être enroulé et déroulé librement, lesdits moyens de déplacement étant disposés de manière à être aptes à se déplacer sur une piste prédéterminée 10 (43), - des moyens de levage (12) prévus sur lesdits moyens de déplacement de manière à soulever et abaisser ledit corps de forme linéaire et de manière à soulever et à abaisser ledit corps devant être transporté, - des moyens (26) de commande d'entraînement des moyens de déplacement, servant à commander la vitesse desdits moyens de déplacement sur la base d'un diagramme de vitesse réglé conformément à une relation prédéterminée dans le temps, - des moyens (16) de commande d'entraînement de levage ou d'abaissement, servant à commander les hauteurs de levage et d'abaissement dudit corps devant être transporté par lesdits moyens de levage, et - des moyens de commande programmables (30) servant à calcu ler la longueur moyenne dudit corps de forme linéaire entre 25 ledit corps de déplacement et ledit corps devant être transporté, conformément à une fonction préréglée et à des points réglés devant être introduits dans ladite fonction, calculer les vitesses desdits moyens de déplacement dans les phases d'accélération et de décélération correspondant à la30 dite longueur moyenne du corps de forme linéaire, sur la base dudit diagramme de vitesse, et à envoyer un signal de commande auxdits moyens de commande d'entraînement des moyens

de déplacement.

2. Dispositif de commande de suppression d'oscilla35 tions selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits

moyens de déplacement (1) sont constitués par un chariot.

3. Dispositif de commande de suppression d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande programmables (30) comprennent un cir5 cuit opérationnel (34) servant à calculer ladite longueur moyenne du corps de forme linéaire sur la base de ladite fonction et desdits points réglés, et un circuit (35) de tabulation de données, servant à mémoriser des données préalablement tabulées d'un intervalle d'accélération et d'un interval10 le de décélération pour réaliser respectivement l'accélération et la décélération desdits moyens de déplacement, sur la base de ladite longueur moyenne du corps de forme linéaire et

dudit diagramme de vitesse.

4. Dispositif de commande de suppression d'oscil15 lations selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande programmables (30) commandent la vitesse desdits moyens de déplacement (1) avant d'atteindre une vitesse constante, sur la base dudit intervalle d'accélération et dudit intervalle de décélération, lus à partir dudit cir20 cuit de tabulation de données, conformément à un signal de sortie délivré par ledit circuit de calcul de la longueur moyenne du corps de forme linéaire.

5. Dispositif de commande de suppression d'oscillations selon la revendication 1, caractérisé en ce que les25 dits moyens de commande programmables (30) comprennent un circuit de commande (31) servant à délivrer des signaux de position lors de la réception d'une instruction de fonctionnement, des premier et second circuits fonctionnels d'asservissement de position (32,33) servant à régler les positions respecti30 ves desdits moyens de déplacement et desdits moyens de levage

lors de la réception desdits signaux de position respectifs délivrés par ledit circuit de commande, un circuit opérationnel (34) servant à calculer ladite longueur moyenne du corps de forme linéaire sur la base desdits signaux de position dé35 livrés par ledit circuit de commande et sur la base d'un si-

gnal de détection indicatif de la longueur dudit corps de forme linéaire et détecté par lesdits moyens de levage, un circuit (35) de tabulation de données servant à délivrer des données prédéterminées sélectionnées à partir de données mémori5 sées préalablement de la durée de commande de la vitesse pour

ledit corps en déplacement et à partir de la longueur moyenne du corps de forme linéaire sur la base d'un signal de sortie délivré par ledit circuit opérationnel de calcul de la longueur moyenne du corps de forme linéaire, et un circuit (36) 10 de production d'un diagramme de fonctionnement servant à envoyer ledit diagramme de vitesse auxdits moyens de commande d'entraînement des moyens de déplacement, sur la base d'un signal de sortie délivré par ledit circuit de tabulation de données et sur la base d'un signal de position délivré par ledit 15 premier circuit fonctionnel d'asservissement de position.

6. Dispositif de commande de suppresion d'oscillations selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit premier circuit fonctionnel d'asservissement de position (32) reçoit un signal numérique obtenu par conversion, exécuté par 20 des moyens de conversion synchro-numérique (27) , d'un signal synchrone envoyé par un synchro-transmetteur raccordé à un réducteur (23) raccordé à des moyens d'entraînement commandés par lesdits moyens de commande d'entraînement des moyens de déplacement, et délivre un signal de position commandant les25 dits moyens de déplacement audit circuit (36) de production

du diagramme de fonctionnement, sur la base dudit signal numérique.

7. Dispositif de commande de suppression d'oscillations selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit 30 second circuit fonctionnel d'asservissement de position (33)

reçoit-un signal numérique obtenu par conversion, par des moyens (17) de conversion synchro-numérique, d'un signal synchrone envoyé par un synchrotransmetteur raccordé à un réducteur (13) raccordé auxdits moyens de levage commandés par les35 dits moyens (16) de commande d'entraînement de levage-d'abais-

sement, et délivre un signal de position commandant lesdits moyens de levage auxdits moyens (16) de commande d'entraînement de levaged'abaissement.