ITMI20011127A1

ITMI20011127A1 - Procedimento per l'orientamento del carico in impianti a gru

Info

Publication number: ITMI20011127A1
Application number: IT2001MI001127A
Authority: IT
Inventors: Oliver Dr Ing Sawodny; Stefan Dr Ing Lahres; Harald Dipl Ing Aschemann; Eberhard Paul Prof Dr Hofer
Original assignee: Oliver Sawodny; Eberhard P Hofer
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2002-11-29
Also published as: DE10029579A1; DE10029579B4; ITMI20011127A0; US6601718B2; US20020149217A1

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

"PROCEDIMENTO PER L'ORIENTAMENTO DEL CARICO IN IMPIANTI A GRU"

DESCRIZIONE

L' invenzione concerne un procedimento per l'orientamento del carico in impianti a gru, secondo il preambolo della rivendicazione 1.

Per assicurare un congruo flusso di materiale, la maggior parte delle gru è dotata di uno speciale mezzo di accoglimento del carico, sul paranco inferiore della fune portante. Ad esempio, un container spreader serve da dispositivo di accoglimento del carico per i container s. Quando il prodotto trasportato è un oggetto asimmetrico, è necessario un orientamento del carico nel punto di destinazione. Per orientamento si intende che il carico, nel punto di destinazione, è ruotato di un determinato angolo . A tale scopo, nel mez zo di accoglimento del carico , fra il punto di attacco della fune ed il dispositivo di presa del carico, è installato un dispositivo di rotazione .

Ora, quando viene azionato un simile dispositivo di rotazione , per ef fetto di una rotaz ione troppo rapida del carico s i può determinare un' osci lla zione di torsione , che può essere attenuata da un manovratore della gru esperto , tramite un mirato movimento , di verso opposto, del dispositivo di rotazione . Dipende dall ' esperienza e dell ' abilità del singolo manovratore della gru, quanto rapidamente egli riesca a compensare una simile oscillazione di torsione . Ad esempio, nel caso di una corrispondente sollecitazione ad opera del vento, una simile oscillazione di torsione può anche essere determinata dall' esterno. Queste sovrapposte oscillazioni di torsione possono essere compensate solo con molta difficoltà dal manovratore della gru.

Sono già noti procedimenti per la soppressione delle oscillazioni a pendolo nelle gru.

Così la DE 127 80 79 descrive un dispositivo per la soppressione automatica delle oscillazioni di un carico, appeso tramite una fune ad un punto di attacco della fune, mobile su un piano orizzontale, muovendo il punto di attacco della fune su almeno una coordinata orizzontale, in cui la velocità del punto di attacco della fune sul piano orizzontale è influenzata da un circuito di regolazione, in funzione di una grandezza derivata dall'angolo di deviazione della fune portante rispetto al filo a piombo.

La DE 20 22 745 mostra un dispositivo per la soppressione di oscillazioni a pendolo di un carico che è appeso, tramite una fune, al carrello di una gru il cui motore è dotato di un dispositivo di regolazione del numero di giri e di un dispositivo di regolazione del percorso, con un dispositivo regolatore che, durante una prima parte del percorso compiuto dal carrello, accelera il carrello, tenendo conto del periodo di oscillazione, e durante un'ultima parte di questo percorso lo rallenta, in modo tale per cui il movimento del carrello e l'oscillazione del carico nel luogo di destinazione divengono pari a zero.

Da DE 321 04 50 è stato divulgato un dispositivo applicato su apparecchi di sollevamento, per il comando automatico del movimento del supporto del carico, con attenuazione dell'oscillazione del carico, che interviene accelerando o frenando il carico ad esso sospeso, durante un intervallo di accelerazione o rispettivamente di decelerazione. L'idea fondamentale si basa sul semplice principio matematico del pendolo. La massa del carrello e del carico non è presa in considerazione per il calcolo del movimento. L'attrito coulombiano e quello proporzionale alla velocità, dei motori del carrello o del ponte, non sono presi in considerazione.

Per poter trasportare, nel modo più rapido possibile, dal luogo di ubicazione al luogo di destinazione, un corpo costituente il carico, la DE 32283 02 suggerisce di pilotare il numero di giri del motore di azionamento del carrello tramite un calcolatore, in modo tale per cui il carrello ed il supporto del carico sono mossi alla stessa velocità, durante la corsa di inerzia, e lo smorzamento delle oscillazioni è ottenuto nel tempo più breve. Il calcolatore noto da DE 322 83 02 opera secondo un programma per calcolatori, per la soluzione delle equazioni differenziali valide per il sistema non smorzato di oscillazione delle due masse, costituito dal carrello e dal corpo di carico, senza tenere conto dell'attrito coulombiano e proporzionale alla velocità dei motori del carrello e del ponte.

Nel procedimento divulgato da DE 3710 492, le velocità fra i luoghi di destinazione sono scelte durante il percorso, in modo tale per cui, dopo aver coperto la metà del percorso complessivo fra il luogo di partenza ed il luogo di destinazione, l'ampiezza delle oscillazioni a pendolo è sempre pari a zero.

Il procedimento per lo smorzamento di oscillazioni a pendolo del carico, divulgato da DE 39 33 527, comprende un normale regolatore di velocità e posizione .

La DE 691 19 913 tratta di un procedimento per pilotare lo spostamento di un carico pendente, in cui, in un primo circuito regolatore, viene formato lo scostamento fra la posizione teorica e quella effettiva del carico. Esso viene derivato, moltiplicato per un fattore di correzione e sommato alla posizione teorica del supporto mobile. In un secondo circuito regolatore, la posizione teorica del supporto mobile è confrontata con la posizione effettiva, moltiplicata per una costante e sommata alla velocità teorica del supporto mobile.

La DE 44 02 563 tratta di un procedimento per la regolazione di sistemi di trazione di apparecchi di sollevamento con un carico sospeso ad una fune, il quale, in base ad equazioni che descrivono la dinamica, genera l'andamento teorico della velocità del carrello della gru e lo invia ad un regolatore di velocità e di corrente. Inoltre il dispositivo calcolatore può essere ampliato, fungendo anche da regolatore di posizione per il carico,

I procedimenti di regolazione divulgati da DE 127 80 79, DE 393 35 27 e DE 691 19 913 hanno bisogno, per lo smorzamento delle oscillazioni del carico, di un sensore dell'angolo della fune. Nella realizzazione ampliata secondo DE 44 02 563, questo sensore è parimenti necessario. Poiché questo sensore dell'angolo della fune determina costi rilevanti, è vantaggioso che l'oscillazione del carico possa essere compensata anche senza questo sensore.

II procedimento della DE 4402 563, nella versione di base, ha bisogno parimenti almeno della velocità del carrello della gru. Anche in DE 20 22 745 sono necessari più sensori per lo smorzamento delle oscillazioni del carico. Così, in DE 2022 745 si deve attuare almeno una misurazione del numero di giri e della posizione del carrello della gru.

Anche DE 37 10 492 ha bisogno, in quanto sensore supplementare, almeno della posizione del carrello, o rispettivamente del ponte.

In alternativa a questo procedimento, una altro metodo che è stato divulgato, ad esempio, da DE 3210 450 e da DE 322 83 02, suggerisce di risolvere le equazioni che sono alla base del sistema e, sulla base di ciò, di determinare una strategia di comando del sistema, per sopprimere l'oscillazione del carico, essendo misurate nel caso della DE 3210 450 la lunghezza della corda e, nel caso della DE 32283 02, la lunghezza della corda e la massa del carico. In questi sistemi non si tiene conto, però, degli effetti dell'attrito statico e dell'attrito proporzionale alla velocità, non trascurabili nel sistema della gru. Anche la DE 44 02 563 non prende in considerazione i termini di attrito e smorzamento.

Nella DE 19920 431 dei richiedenti il brevetto per la presente invenzione industriale, che non è stata pubblicata anteriormente alla presente, è stato realizzato un procedimento per lo smorzamento delle oscillazioni del carico su gru, con un logaritmo di comando che si basa sull'idea fondamentale secondo cui, quali grandezze pilota, non si devono generare solo le funzioni della posizione teorica del carico in relazione al tempo, ma anche la funzione della velocità teorica del carico, dell'accelerazione teorica del carico, della pressione teorica del carico e la derivata della pressione teorica del carico ed esse devono essere inserite in un blocco di pilotaggio, ponderate sul sistema della gru, in modo tale per cui il sistema complessivo di dinamica della gru e pilotaggio, che ne risulta, funziona in modo affidabile sotto i profili della velocità, dell'accelerazione, delle scosse, ed affidabile dal punto di vista della dispersione delle scosse. Quali grandezze minimali di partenza per questo procedimento anteriore, dal punto di vista della priorità, ma non pubblicato anteriormente, servono la lunghezza della fune e la massa del carico.

Nessuno dei predetti procedimenti si occupa della problematica illustrata sopra delle oscillazioni di torsione all'azionamento del dispositivo di rotazione. Scopo della presente invenzione è quindi di creare un procedimento per l'orientamento del carico in impianti a gru, secondo il preambolo della rivendicazione 1, con il quale un carico possa essere ruotato su una definita posizione angolare, senza che si producano oscillazioni di torsione, e con il quale si possano efficacemente smorzare oscillazioni di torsione che siano state eventualmente provocate dall'esterno.

In base all'invenzione lo scopo si raggiunge con un procedimento avente la combinazione di caratteristiche della rivendicazione 1. Qui viene realizzata una regolazione del dispositivo di rotazione, che si basa sulla misurazione della velocità assoluta di rotazione e della posizione angolare dell'asse di rotazione del dispositivo di rotazione.

Altri dettagli e vantaggi dell'invenzione si ricavano dalle rivendicazioni subordinate che si collegano alla rivendicazione principale.

In conformità ad esse, il movimento di rotazione del carico e del dispositivo di presa del carico può essere rilevato con un sensore giroscopico. Poiché il segnale di misura, nei sensori giroscopici disponibili, è alquanto fortemente coperto da rumore e viene falsato per effetto di deriva ed offset, in base ad un'altra vantaggiosa configurazione dell'invenzione l’ offset viene valutato e compensato in un cosiddetto modulo osservatore delle interferenze. Un osservatore calcola, basandosi sul modello dinamico ideale della disposizione sulla base del segnale del sensore giroscopico, la posizione angolare assoluta del carico. Nel sistema di regolazione secondo l'invenzione, si può vantaggiosamente impiegare un algoritmo di comando, in cui, in un cosiddetto modulo di pianificazione delle traiettorie, sono formate le funzioni temporali della posizione teorica, della velocità teorica, dell'accelerazione teorica, delle scosse teoriche e la dispersione delle scosse teoriche. Queste funzioni sono inserite in un blocco di pilotaggio, ponderate sul sistema della gru, in modo tale per cui il sistema complessivo che ne risulta, costituito da dinamica della gru e pilotaggio, funziona in modo affidabile sotto i profili della velocità, dell'accelerazione, delle scosse, ed in modo affidabile dal punto di vista della dispersione delle scosse. In questo modello si tiene conto, quali ulteriori parametri variabili, della lunghezza della fune e della massa del carico.

Ulteriori particolari e vantaggi dell'invenzione sono spiegati in dettaglio, sulla base di un esempio di realizzazione rappresentato nel disegno. Mostrano: figura 1 - la struttura di principio di una gru con un mezzo di accoglimento del carico;

figura 2 - l'attacco alla fune del sistema di guida e dell'asse di rotazione, sul mezzo di accoglimento del carico;

figura 3 - la struttura complessiva del sistema di comando;

figura 4 - funzioni esemplificative dei tempi del modulo di pianificazione delle traiettorie;

figura 5 - la struttura del regolatore dell'asse; figura 6 - la struttura del regolatore di stato; figura 7 - la struttura del sistema di pilotaggio; figura 8 - la struttura dell'osservatore di interferenze.

Nella figura 1 è rappresentata la struttura di principio di una gru 1 con un mezzo 3 di accoglimento del carico. Fra il mezzo 3 di accoglimento del carico ed il paranco 4 inferiore di sospensione 2 alla fune, è sistemato un asse 5 di rotazione, attorno al quale il paranco inferiore di sospensione alla fune può essere ruotato a motore, rispetto al vero e proprio mezzo di accoglimento del carico. In tal modo il carico può essere ruotato di un angolo γ.

In base alla figura 2 viene ora ricavato un modello dinamico per la descrizione di questo processo. L'effetto fondamentale, nell'orientamento del carico, consiste nel fatto che, con l'asse di rotazione, il paranco 4 inferiore di sospensione 2 alla fune viene ruotato rispetto al mezzo 3 di accoglimento del carico. La posizione dell'asse di rotazione corrisponde alle variabili c. In tal modo le quattro funi 21 portanti, che corrono verso l'alto in direzione del carrello della gru, si torcono nel verso opposto a quello di rotazione dell'asse di rotazione. La torsione corrisponde all'angolo differenziale

Ciò porta ad un facile sollevamento del carico. La distanza diagonale reciproca delle funi portanti misura dc. Per effetto della torsione, le funi portanti sono deviate di un angolo

(2)

ls corrisponde qui alla lunghezza delle funi 21 portanti, fra verricello della fune di sollevamento e paranco 4 inferiore.

In tal modo il carico è sollevato di

(3)

Si determina così una coppia retroagente

con la forza accelerante

(4)

dove mL è la massa del carico.

La coppia Mtors viene convertita in un movimento di rotazione nel verso opposto. Il risultato è un'oscillazione di torsione che è descritta dalla seguente equazione differenziale

(5)

0Lc è il momento di inerzia durante la rotazione dell'effettore attorno all'asse di rotazione; % è il momento di inerzia durante la rotazione del paranco inferiore attorno all'asse di rotazione; Mc è la retroazione della coppia motrice del motore dell'asse di rotazione, all'angolo ytors di torsione. In relazione all'accelerazione dell'asse di rotazione, la coppia motrice è

6)

L'eq. 4 viene ora linearizzata, essendo sin<p w ^3⁄4tors. In tal modo si ottiene la seguente equazione di movimento

(7)

Per progettare un regolatore che sopprima le oscillazioni di torsione che necessariamente intervengono ruotando il carico, l'equazione eq. 7 è tradotta nella rappresentazione tridimensionale di stato. Grandezze di stato sono definite l'angolo di torsione, la posizione angolare dell'asse di rotazione, nonché le loro derivate. Si ottiene così il seguente modello tridimensionale di stato:

(8)

con

vettore di stato

matrice di ingresso:

matrice di sistema:

0 1

0 0

vettore di ingresso:

matrice di uscita della grandezza regolata:

vettore di uscita della grandezza regolata:

matrice di uscita della grandezza misurabile:

vettore di uscita delle grandezze misurabili: ( 9)

Si tralascia la dinamica dell'unità motrice dell'asse di rotazione. Così si può impiegare, quale vettore di ingresso del sistema, invece dell'accelerazione teorica dell'asse di rotazione, l'accelerazione dell'asse di rotazione. Il vettore di ingresso della descrizione del sistema è al contempo grandezza di uscita del regolatore ricavato in seguito.

Quali grandezze misurabili sono presenti la velocità angolare assoluta e la posizione angolare dell'asse di rotazione. La velocità angolare di rotazione è rilevata con un sensore giroscopico. Poiché il suo valore misurato è falsato a causa di deriva ed offset, un osservatore di interferenze deve supportare l'analisi dei dati misurati. La posizione dell'asse di rotazione è rilevata con un codificatori assoluto. La velocità angolare di rotazione dell'asse di rotazione è formata tramite differenziazione reale.

Per il progetto, che ora segue, di pilotaggio e regolazione dello stato, la rappresentazione del modello secondo l'eq. 8 e l'eq. 9 è ampliata con l'inserimento del vettore wc di grandezze pilota, tramite la matrice Sc di pilotaggio, e del ripristino dello stato, tramite la matrice Kc di regolazione. In tal modo si ottiene

(10)

m cui

vettore di grandezze pilota:

matrice di pilotaggio:

( 11 )

matrice di regolazione :

essendo

Riassumendo si può rappresentare la seguente struttura complessiva del sistema di pilotaggio dell'asse di rotazione (figura 3). Dall'operatore viene prestabilita una posizione Ydest di destinazione, ad esempio tramite il calcolatore 36 di guida, oppure una velocità yaTr di arrivo. Nel modulo 31 di pianificazione delle traiettorie si formano, da queste, le funzioni di riferimento nel tempo per la posizione teorica Yirif/ la velocità teorica y^ifr l'accelerazione teorica Vrifr le scosse teoriche ^Lzitt e la derivata γ ^Lrif della scosse teoriche, essendo costantemente mantenute le limitazioni cinematiche, come la velocità vmax massima, l'accelerazione amax massima e le scosse massime. Nella figura 4 sono rappresentate, a titolo di esempio, funzioni di riferimento nel tempo, come quelle che erano già state spiegate in DE 19920 431.4, per un sistema simile. Le funzioni dei tempo di riferimento sono le grandezze di uscita del modulo 31 di pianificazione delle traiettorie e, al contempo, le grandezze di ingresso del modulo 33 di regolazione dell'asse, la cui struttura è rappresentata in dettaglio alla figura 5.

Il modulo di regolazione dell'asse è costituito dal modulo 51 di pilotaggio, dal modulo 53 di regolazione dello stato e dal modulo 55 di osservazione delle interferenze; grandezze di ingresso sono le funzioni di riferimento ottenute dal modulo di pianificazione delle traiettorie; grandezza di uscita è l'accelerazione cteor teorica dell'asse di rotazione. Grandezze misurabili necessarie sono la lunghezza ls della fune, la massa mL del carico, la posizione c dell'asse di rotazione e la velocità y angolare assoluta del mezzo di accoglimento del carico.

Qui di seguito sono spiegati ora in dettaglio i moduli 51, 53 e 55.

Il regolatore 53 di stato per l'asse di rotazione è progettato secondo il procedimento di predisposizione dei poli. L'equazione caratteristica del sistema con regolatore di stato è

(12)

La desiderata dinamica del sistema regolato è prestabilita attraverso il polinomio

(13)

I parametri rci devono essere scelti in modo tale per cui il sistema sia stabile, la regolazione operi in modo sufficientemente rapido, con buono smorzamento, e non si raggiunga la limitazione delle grandezze di regolazione, in caso di scarti di regolazione tipici che intervengano. Se si equiparano le equazioni eq. 12 ed eq. 13, si ottengono le amplificazioni da kci 3 kc4 di regolazione da determinare, fino a

(

Parametri dipendenti di sistema, nelle amplificazioni da kci a Jcc4 di regolazione, sono le variabili della massa mL del carico, della distanza dc diagonale delle funi portanti, della lunghezza ls della fune, del momento <3⁄4c di inerzia durante la rotazione attorno all'asse verticale del mezzo di accoglimento del carico e di quello &Uc, durante la rotazione attorno al paranco inferiore. Di queste sono variabili le grandezze mLr lsr é3⁄4c. La lunghezza ls della fune e la massa mL del carico sono presenti quali grandezze misurabili. In tal modo il momento 0Lc di inerzia può essere derivato in modo approssimativo, presupponendo una distribuzione omogenea delle masse, dalla massa mL del carico, attraverso le misure geometriche della gabbia. Quale risultato, il momento di inerzia può essere così parimenti ricondotto alla variazione della massa del carico. I parametri variabili nell'inseguimento adattativo delle amplificazioni di regolazione, sono dunque la massa mL del carico e la lunghezza 13 della fune. La struttura del modulo di regolazione dello stato è rappresentata ancora alla figura 6. Le grandezze di stato dell'angolo ytors di torsione e la sua derivata, che sono ricavate dalla velocità γ di rotazione e dalla posizione c dell'asse di rotazione, come pure la posizione c stessa dell'asse di rotazione e la sua derivata sono ricondotte, attraverso le amplificazioni da kci a kC4 di regolazione, all'ingresso di regolazione. La parte della grandezza di regolazione che è determinata tramite la retroazione è indicata come Cteor,retr·

Qui di seguito sarà ora mostrato il progetto del modulo 51 di pilotaggio. Il modulo 31 di pianificazione delle traiettorie genera le funzioni Xiref di riferimento nel tempo della posizione angolare teorica, della velocità angolare teorica, dell'accelerazione teorica, e delle scosse teoriche, per l'orientamento γ del carico nello spazio di lavoro. Esse sono interpretate, dal modulo di regolazione dell'asse di rotazione, come vettore wc di grandezze pilota, che viene inviato all'ingresso uc attraverso la matrice Sc.

Dapprima viene derivata la funzione di trasferimento

L'analisi dell'eq. 15 porta ad una funzione di trasferimento con grado del denominatore corrispondente all'ordine di sistema di n=4.

A causa del grado 4 del denominatore dell'eq. 16 si deve prevedere una conversione in crescita fino al grado 4. Per il pilotaggio in sé stesso si ottiene quindi, dopo l'analisi dell'eq. 10, o rispettivamente 11, e la trasformazione nella fascia di frequenze, il seguente rapporto di trasferimento:

( 17 ) Si ottiene così la seguente funzione complessiva di trasferimento:

( 18 )

Per il calcolo delle amplificazioni da Kv0 a KV4, a causa del grado 4 del polinomio al denominatore nell'eq. 16, interessano solo i coefficienti da Jb* a bo e da a*ad Un comportamento ideale del sistema, con riferimento alla posizione, alla velocità all'accelerazione, alle scosse ed eventualmente alla derivata delle scosse, si ottiene precisamente quando la funzione di trasferimento del sistema complessivo, costituito da sistema di pilotaggio e funzione di trasferimento, soddisfa, nei suoi coefficienti b± ed a±, alle seguenti condizioni:

(19)

Dopo l'analisi, analogamente alle eq. 7-17, si ottiene quindi, per le amplificazioni di pilotaggio

(20) Le espressioni secondo l'eq. 20 mostrano che, per l'inseguimento adattativo delle amplificazioni nel sistema di pilotaggio, si devono tenere presenti i parametri m^, ls, é3⁄4c e <3⁄43⁄4 di sistema. Come nel modulo di regolazione dello stato, si presume una distribuzione omogenea delle masse e si calcola il momento 0Lc di inerzia, in modo approssimativo, dalla massa del carico e dalle misure geometriche della gabbia. I parametri variabili, nell'inseguimento adattativo, sono quindi la massa mL del carico e la lunghezza ls della fune. La struttura del sistema dì pilotaggio è rappresentata alla figura 7. Grandezze di ingresso sono le funzioni di riferimento nel tempo ricavate dal modulo di pianificazione delle traiettorie; grandezza di uscita è la parte Cteoz,piiot del sistema di pilotaggio che concorre alla grandezza Cteor di regolazione.

Per la misurazione della velocità angolare assoluta del carico, sul mezzo di accoglimento del carico è installato un sensore giroscopico. Il segnale di misura del sensore, a causa del principio di misurazione, è coperto da un rilevante offset. L'offset sul segnale di misura provoca errori di posizione della regolazione, nell'orientamento del carico. Pertanto, l'errore di offset viene valutato e compensato in un osservatore di interferenze. A tale scopo viene immesso, quale grandezza perturbatrice, l' errore γ 0ffset di offset. La perturbazione è assunta come relativamente costante. Il modello di interferenza è quindi

(21)

La rappresentazione tridimensionale di stato del modello parziale dell'asse di rotazione secondo l'eq. 8 e l'eq. 9 è ampliata a comprendere il modello di interferenza. Nel presente caso viene derivato un completo osservatore. L'equazione dell'osservatore per il modello tridimensionale di stato modificato è quindi

essendo introdotte, ad integrazione dell'eq. 9, le seguenti matrici e vettori

vettore di stato:

matrice di ingresso:

matrice di sistema:

matrice dell'osservatore delle interferenze

Sic 52c _

matrice d'uscita dell'osservatore:

Per il progetto dell'osservatore, il sistema secondo l'equazione 23 è trasformato nella forma normale di osservazione. Nella forma normale di osservazione, l'osservatore è progettato prestabilendo i poli e successivamente il sistema è nuovamente trasformato, in retroazione. I poli rCzi,2 e rCZ3,4 sono scelti con un multiplo di due ed il polo rczS con un multiplo di uno.

La matrice dell'osservatore di interferenze, per l'osservatore 55 di interferenze, è quindi

Con la rappresentazione secondo l'eq. 24 si ha di nuovo un'espressione analitica in funzione dei parametri mL, dgf ls, Θΐα di sistema. Per l'adattamento dell'osservatore 55 di interferenze sono necessarie le grandezze mL e ls misurabili. La struttura dell'osservatore 55 di interferenze è rappresentata alla figura 8.

Dalle grandezze misurabili della posizione c dell'asse di rotazione e della velocità γ di rotazione del mezzo di accoglimento del carico si determina, attraverso l'osservatore di interferenze, l'errore ^offset di offset. In tal modo è possibile correggere il valore misurato della velocità γ di rotazione e calcolare così in modo affidabile, per il regolatore di stato, l'angolo γtorà di torsione.

Dopo che sono stati rappresentati, in precedenza, i moduli 51, 53 e 55 parziali, si deve ora ancora mostrare la struttura complessiva, sulla base della figura, per spiegare ancora le correlazioni fra i moduli parziali. La figura 5 mostra la struttura del modulo di regolazione dell'asse di rotazione del mezzo di accoglimento del carico. Grandezze di ingresso per il modulo 51 di pilotaggio sono le funzioni di riferimento nel tempo del modulo 31 di pianificazione delle traiettorie. A causa dell'ordine di sistema n=4 si può intraprendere un inserimento fino alla derivazione delle scosse teoriche. Grandezza di uscita è cteor,piiot. Tramite il regolatore 53 di stato le grandezze γ, γ, c, c sono riportate all'ingresso come Cteor,retr· Quali grandezze misurabili si hanno la posizione c dell'asse di rotazione, come pure la sua velocità c, formata tramite differenziazione reale, e la velocità γ di rotazione, carica di offset. Per la compensazione dell 'errore di offset nel segnale giroscopico, si impiega quindi un modulo 55 osseravtore delle interferenze, che valuta l'offset ^offset· Successivamente il segnale di misura del sensore giroscopico viene corretto nella misura di questo offset stimato, prima dell'inserimento nel regolatore di stato, e prima dell'integrazione di esso per la derivazione del segnale γ di posizione. Pertanto, per il funzionamento del modulo 53 regolatore dello stato, in questo caso è assolutamente indispensabile l'osservatore 55 di interferenze. Grandezza di uscita del modulo di regolazione dell'asse è l'accelerazione Cteor teorica dell'asse di rotazione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per l'orientamento del carico in impianti (1) a gr„u, in cui il carico, appeso a funi, è ruotato di un determinato angolo (γ) assoluto, con un dispositivo di rotazione fra fune e carico, caratterizzato dal fatto che un sistema di regolazione del dispositivo di rotazione sopprime oscillazioni di torsione del carico, essendo misurate, quali grandezze di ingresso, la velocità (γ) angolare assoluta e la posizione (c) angolare del dispositivo di rotazione, ed essendo queste ricondotte all'ingresso di regolazione.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il sistema di regolazione del dispositivo di rotazione posiziona il carico ad un prestabilito angolo teorico di rotazione.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la velocità (γ) angolare assoluta di rotazione è misurata con un sensore giroscopico.
4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che, tenendo conto della lunghezza (ls) della fune e della massa (m£) del carico, in un modulo (31) di pianificazione delle traiettorie sono formate le funzioni dei tempi di almeno una delle grandezze della posizione angolare teorica della velocità angolare teorica dell'accelerazione angolare teorica, e delle scosse angolari teoriche e della derivata delle scosse angolari, per l'orientamento γ del carico nello spazio di lavoro, e queste sono ponderate con amplificazioni Kvi di pilotaggio, in un blocco (51) di pilotaggio di un modulo (33) di regolazione dell'asse, in modo tale per cui i coefficienti della funzione di trasferimento che ne deriva, costituita da dinamica della gru e pilotaggio, in base alla formula

(18) soddisfano alle seguenti condizioni
5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che le amplificazioni di pilotaggio, fissate tramite la funzione di trasferimento, sono calcolate in funzione della massa (mL) del carico e della lunghezza (ls) della fune
6. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che il modulo di pianificazione delle traiettorie genera le funzioni temporali della posizione (γ^/) teorica, della velocità • ·« (Yin/) teorica, dell'accelerazione (y/,„y) teorica, e delle scosse (Vi,*/) teoriche, tenendo conto delle limitazioni cinematiche.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il modulo di pianificazione delle traiettorie genera anche la funzione temporale per la derivazione delle scosse (Y <m>Lrif) -8. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che un offset sul segnale di misura, che interviene nel segnale di misura del sensore giroscopico, è eliminato in un modulo (55) di osservazione delle interferenze, sulla base della valutazione e della compensazione dell'errore di offset.