JP2000318973A - 吊荷の振れ止め制御装置 - Google Patents
吊荷の振れ止め制御装置Info
- Publication number
- JP2000318973A JP2000318973A JP11124989A JP12498999A JP2000318973A JP 2000318973 A JP2000318973 A JP 2000318973A JP 11124989 A JP11124989 A JP 11124989A JP 12498999 A JP12498999 A JP 12498999A JP 2000318973 A JP2000318973 A JP 2000318973A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- traveling
- suspended load
- traveling body
- speed
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 計算した走行位置、走行速度、吊に振れ角、
吊荷振れ角速度の各パターンからの偏差を抑制する高精
度な吊荷の振れ止め制御装置を提供する。 【解決手段】 ロープ長検出器（１７）で検出したロー
プ長、トロリー位置検出器（１６）で検出したトロリー
の現在位置と、予め定めた定速走行速度及び走行目標位
置とに基づいて、トロリーの走行位置パターン、走行速
度パターン、吊荷の振れ角度パターン、吊荷の振れ角速
度パターンを計算するとともに、これらの走行パターン
と、トロリー位置検出器、トロリー速度検出器（２
４）、吊荷の振れ角検出器（２２）、及び吊荷の振れ角
速度検出器（２３）により検出されたトロリー位置、速
度、吊荷振れ角、及び吊荷の振れ角速度の実際値との偏
差に基づいて走行体の速度指令値を決定する。
吊荷振れ角速度の各パターンからの偏差を抑制する高精
度な吊荷の振れ止め制御装置を提供する。 【解決手段】 ロープ長検出器（１７）で検出したロー
プ長、トロリー位置検出器（１６）で検出したトロリー
の現在位置と、予め定めた定速走行速度及び走行目標位
置とに基づいて、トロリーの走行位置パターン、走行速
度パターン、吊荷の振れ角度パターン、吊荷の振れ角速
度パターンを計算するとともに、これらの走行パターン
と、トロリー位置検出器、トロリー速度検出器（２
４）、吊荷の振れ角検出器（２２）、及び吊荷の振れ角
速度検出器（２３）により検出されたトロリー位置、速
度、吊荷振れ角、及び吊荷の振れ角速度の実際値との偏
差に基づいて走行体の速度指令値を決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走行体から垂れ下げ
たロープの下端に吊荷を取り付けて、走行体の走行によ
り吊荷を目標位置まで運搬するクレーンの吊荷の振れ止
め制御を行う吊荷の振れ止め制御装置に関する。
たロープの下端に吊荷を取り付けて、走行体の走行によ
り吊荷を目標位置まで運搬するクレーンの吊荷の振れ止
め制御を行う吊荷の振れ止め制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】走行体から垂れ下げたロープの下端に吊
荷を取り付けて、走行体の走行により吊荷を目標位置ま
で運搬するクレーンが広く利用されている。図１は上記
タイプのクレーンの構造を示しており、トロリー１２か
らロープ１３が垂れ下がっており、このロープ１３の下
端に吊荷１４を取り付けた状態でトロリー１２がレール
１１上を走行して吊荷４を運搬するようになっている。
このようなクレーンにおいて自動運転を行う場合には、
トロリー１２を走行させて吊荷１４を指示された目標位
置まで運搬するのと同時に、トロリー１２の走行終了後
に吊荷１４の振れが残らないようにする吊荷１４の振れ
止め制御機能をクレーンに組み込む必要がある。
荷を取り付けて、走行体の走行により吊荷を目標位置ま
で運搬するクレーンが広く利用されている。図１は上記
タイプのクレーンの構造を示しており、トロリー１２か
らロープ１３が垂れ下がっており、このロープ１３の下
端に吊荷１４を取り付けた状態でトロリー１２がレール
１１上を走行して吊荷４を運搬するようになっている。
このようなクレーンにおいて自動運転を行う場合には、
トロリー１２を走行させて吊荷１４を指示された目標位
置まで運搬するのと同時に、トロリー１２の走行終了後
に吊荷１４の振れが残らないようにする吊荷１４の振れ
止め制御機能をクレーンに組み込む必要がある。
【０００３】そこで、従来はバンバン(bang-bang) 型の
制御装置による吊荷の振れ止め制御が提案されている。
即ち、上記のようなクレーンは台車・振り子系としてモ
デル化することができ、このような台車・振り子系モデ
ルについては、トロリー１２の走行加速度を切り替える
バンバン型制御装置により吊荷の振れ止め制御が可能で
あることが示されている（参考文献「トロリーの最大速
度に注目したクレーンの最短時間制御方法」、美多勉
他、計測自動制御学会論文集VOL.15 No.6 pp.125-130 1
979)。
制御装置による吊荷の振れ止め制御が提案されている。
即ち、上記のようなクレーンは台車・振り子系としてモ
デル化することができ、このような台車・振り子系モデ
ルについては、トロリー１２の走行加速度を切り替える
バンバン型制御装置により吊荷の振れ止め制御が可能で
あることが示されている（参考文献「トロリーの最大速
度に注目したクレーンの最短時間制御方法」、美多勉
他、計測自動制御学会論文集VOL.15 No.6 pp.125-130 1
979)。
【０００４】このバンバン型制御装置の出力特性を図８
に示す。バンバン型制御装置では、図８の（ａ）に示す
ような走行速度パターンを予め計算しておき、この走行
速度パターンにしたがってトロリー１２を速度制御する
ことにより、吊荷１４の振れ止め制御を行う。図８の
（ｂ）と図８の（ｃ）には、図８の（ａ）に示す走行速
度パターンに対応したトロリー１２の走行加速度と、ロ
ープ１３と吊荷１２とからなる振り子の振幅（振れ角）
とを示す。
に示す。バンバン型制御装置では、図８の（ａ）に示す
ような走行速度パターンを予め計算しておき、この走行
速度パターンにしたがってトロリー１２を速度制御する
ことにより、吊荷１４の振れ止め制御を行う。図８の
（ｂ）と図８の（ｃ）には、図８の（ａ）に示す走行速
度パターンに対応したトロリー１２の走行加速度と、ロ
ープ１３と吊荷１２とからなる振り子の振幅（振れ角）
とを示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバンバン型制御装置によって吊荷の振れ止め制御を
行う場合には、図８の（ｂ）に示すようにトロリー１２
の加減速中に加速度が瞬間的に切り替わるところがあ
り、実際の駆動装置がこのような速度パターンに追従し
きれない場合にはこれが誤差要因となってトロリー１２
の停止後に吊荷の振れが残留することになる。また、走
行速度パターンによる制御を開始する以前に吊荷の振れ
があった場合には、これを補正する手段をもたないた
め、走行速度パターン出力終了後もこの振れがそのまま
残ってしまう。このような残留振れがある場合には、こ
れを抑制するために更に追加の振れ止め制御を実施する
必要があり、このことが吊荷１４の運搬時間を長くする
要因となって荷役効率を低下させるという重大な問題を
有していた。
来のバンバン型制御装置によって吊荷の振れ止め制御を
行う場合には、図８の（ｂ）に示すようにトロリー１２
の加減速中に加速度が瞬間的に切り替わるところがあ
り、実際の駆動装置がこのような速度パターンに追従し
きれない場合にはこれが誤差要因となってトロリー１２
の停止後に吊荷の振れが残留することになる。また、走
行速度パターンによる制御を開始する以前に吊荷の振れ
があった場合には、これを補正する手段をもたないた
め、走行速度パターン出力終了後もこの振れがそのまま
残ってしまう。このような残留振れがある場合には、こ
れを抑制するために更に追加の振れ止め制御を実施する
必要があり、このことが吊荷１４の運搬時間を長くする
要因となって荷役効率を低下させるという重大な問題を
有していた。
【０００６】本発明は上記問題に鑑み、停止後に吊荷の
振れが残留しない高精度な振れ止め制御を行うことがで
きる吊荷の振れ止め制御装置を提供することを課題とす
る。
振れが残留しない高精度な振れ止め制御を行うことがで
きる吊荷の振れ止め制御装置を提供することを課題とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、走行体から垂れ下げたロープの下端に吊荷を取り付
けて、走行体の走行により吊荷を目標位置まで運搬する
クレーンの吊荷の振れ止め制御を行う吊荷の振れ止め制
御装置であって、ロープの長さを検出するロープ長検出
手段と、走行体の位置を検出する走行体位置検出手段
と、走行体の速度を検出する走行体速度検出手段と、吊
荷の振れ角を検出する吊荷振れ角検出手段と、吊荷の振
れ角速度を検出する吊荷角速度検出手段と、走行体を走
行速度可変に駆動する走行体駆動手段と、走行体駆動手
段へ速度指令値を出力する制御手段とを備え、制御手段
が、ロープ長検出手段で検出したロープ長、走行体位置
検出手段で検出した走行体の初期位置と、予め定めた定
速走行速度と、予め定めた目標位置とに基づいて、吊り
荷が最下点から最下点へ基準周期の振り子運動する間
に、初期位置から目標位置へ到達するようにする走行体
の走行位置及び走行速度と、吊荷の振れ角度及び振れ角
速度の各目標パターンとを演算し、さらに、これらの目
標パターンと、走行体位置検出手段により検出された走
行体位置と、走行体速度検出手段により検出された走行
体速度と、吊荷の振れ角検出手段により検出された吊荷
振れ角と、吊荷の振れ角速度検出手段により検出された
吊荷の振れ角速度と、の各時点での実際値との偏差を演
算し、偏差に基づいて走行体の走行体位置と走行体速度
と、吊り荷の振れ角と振れ角速度が、それぞれ、目標パ
ターンに合致するよう速度指令値を決定し、速度指令値
を走行体駆動手段へ出力する吊荷の振れ止め制御装置が
提供される。
ば、走行体から垂れ下げたロープの下端に吊荷を取り付
けて、走行体の走行により吊荷を目標位置まで運搬する
クレーンの吊荷の振れ止め制御を行う吊荷の振れ止め制
御装置であって、ロープの長さを検出するロープ長検出
手段と、走行体の位置を検出する走行体位置検出手段
と、走行体の速度を検出する走行体速度検出手段と、吊
荷の振れ角を検出する吊荷振れ角検出手段と、吊荷の振
れ角速度を検出する吊荷角速度検出手段と、走行体を走
行速度可変に駆動する走行体駆動手段と、走行体駆動手
段へ速度指令値を出力する制御手段とを備え、制御手段
が、ロープ長検出手段で検出したロープ長、走行体位置
検出手段で検出した走行体の初期位置と、予め定めた定
速走行速度と、予め定めた目標位置とに基づいて、吊り
荷が最下点から最下点へ基準周期の振り子運動する間
に、初期位置から目標位置へ到達するようにする走行体
の走行位置及び走行速度と、吊荷の振れ角度及び振れ角
速度の各目標パターンとを演算し、さらに、これらの目
標パターンと、走行体位置検出手段により検出された走
行体位置と、走行体速度検出手段により検出された走行
体速度と、吊荷の振れ角検出手段により検出された吊荷
振れ角と、吊荷の振れ角速度検出手段により検出された
吊荷の振れ角速度と、の各時点での実際値との偏差を演
算し、偏差に基づいて走行体の走行体位置と走行体速度
と、吊り荷の振れ角と振れ角速度が、それぞれ、目標パ
ターンに合致するよう速度指令値を決定し、速度指令値
を走行体駆動手段へ出力する吊荷の振れ止め制御装置が
提供される。
【０００８】このように構成された吊荷の振れ止め制御
装置では、吊り荷がが最下点から最下点へ基準周期の振
り子運動する間に、初期位置から目標位置へ到達するよ
うにする走行体の走行位置及び走行速度と、吊荷の振れ
角度及び振れ角速度の各目標パターンとを演算し、さら
に、これらの目標パターンと、走行体位置と、走行体速
度と、吊荷振れ角と、吊荷の振れ角速度と、の各時点で
の実際値との偏差を演算し、この偏差に基づいて走行体
の走行体位置と走行体速度と、吊り荷の振れ角と振れ角
速度が、それぞれ、目標パターンに合致するよう速度指
令値を決定し走行体駆動手段へ出力される。
装置では、吊り荷がが最下点から最下点へ基準周期の振
り子運動する間に、初期位置から目標位置へ到達するよ
うにする走行体の走行位置及び走行速度と、吊荷の振れ
角度及び振れ角速度の各目標パターンとを演算し、さら
に、これらの目標パターンと、走行体位置と、走行体速
度と、吊荷振れ角と、吊荷の振れ角速度と、の各時点で
の実際値との偏差を演算し、この偏差に基づいて走行体
の走行体位置と走行体速度と、吊り荷の振れ角と振れ角
速度が、それぞれ、目標パターンに合致するよう速度指
令値を決定し走行体駆動手段へ出力される。
【０００９】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、ロープ長検出手段の代わりに、実際の振り子
の振れ周期もしくは振動数を検出する装置を備えた吊荷
の振れ止め制御装置が提供される。このように構成され
た吊荷の振れ止め制御装置によれば、実際の振り子の振
れ周期もしくは振動数を検出して、目標パターンに合致
するよう速度指令値を決定される。
において、ロープ長検出手段の代わりに、実際の振り子
の振れ周期もしくは振動数を検出する装置を備えた吊荷
の振れ止め制御装置が提供される。このように構成され
た吊荷の振れ止め制御装置によれば、実際の振り子の振
れ周期もしくは振動数を検出して、目標パターンに合致
するよう速度指令値を決定される。
【００１０】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
において、吊り荷を基準周期の振り子運動後最下点に位
置せしめるべき目標位置が、吊り荷の最終到達点に加え
て、走行体が定速に達した点にも設定した吊荷の振れ止
め制御装置が提供される。このように構成された吊荷の
振れ止め制御装置によれば、吊り荷の最終到達点での振
れが防止される共に、走行体が走行開始後定速に達した
点でも振れが防止される。
において、吊り荷を基準周期の振り子運動後最下点に位
置せしめるべき目標位置が、吊り荷の最終到達点に加え
て、走行体が定速に達した点にも設定した吊荷の振れ止
め制御装置が提供される。このように構成された吊荷の
振れ止め制御装置によれば、吊り荷の最終到達点での振
れが防止される共に、走行体が走行開始後定速に達した
点でも振れが防止される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１に示すクレーンでは、ト
ロリー１２からロープ１３が垂れ下がっており、このロ
ープ１３の下端に吊荷１４を取り付けた状態でトロリー
１２がレール１１上を走行して吊荷１４を運搬するよう
になっている。そして、このクレーンにはロープ１３の
長さ（ロープ長）λを検出するロープ長検出器１７と、
トロリー１２の現在位置ｘ0を検出するトロリー位置検
出器１６と、トロリー１２の現在速度ｖ0を検出するト
ロリー速度検出器２４と、吊荷１４の角度ｓ0を検出す
る吊荷振れ角検出器２２と、吊荷１４の振れ角速度ｗ0
を検出する吊荷振れ角速度検出器２３と、速度指令値ｕ
に基づいてトロリー１２の走行速度を制御する機能を有
するトロリー駆動装置１５と、トロリー駆動装置１５へ
速度指令値ｕを出力する制御装置１８とを備えており、
これらのロープ長検出器１７、トロリー位置検出器１
６、トロリー駆動装置１５及び制御装置１８によって本
実施の形態に係る吊荷の振れ止め制御装置が構成されて
いる。
に基づき詳細に説明する。図１に示すクレーンでは、ト
ロリー１２からロープ１３が垂れ下がっており、このロ
ープ１３の下端に吊荷１４を取り付けた状態でトロリー
１２がレール１１上を走行して吊荷１４を運搬するよう
になっている。そして、このクレーンにはロープ１３の
長さ（ロープ長）λを検出するロープ長検出器１７と、
トロリー１２の現在位置ｘ0を検出するトロリー位置検
出器１６と、トロリー１２の現在速度ｖ0を検出するト
ロリー速度検出器２４と、吊荷１４の角度ｓ0を検出す
る吊荷振れ角検出器２２と、吊荷１４の振れ角速度ｗ0
を検出する吊荷振れ角速度検出器２３と、速度指令値ｕ
に基づいてトロリー１２の走行速度を制御する機能を有
するトロリー駆動装置１５と、トロリー駆動装置１５へ
速度指令値ｕを出力する制御装置１８とを備えており、
これらのロープ長検出器１７、トロリー位置検出器１
６、トロリー駆動装置１５及び制御装置１８によって本
実施の形態に係る吊荷の振れ止め制御装置が構成されて
いる。
【００１２】図２に示すように、制御装置１８には振れ
止めパターン演算部２１が設けられており、この振れ止
めパターン演算部２１では、詳細は後述するが、ロープ
長検出器１７で検出したロープ長λ及びトロリー位置検
出器１６で検出した現在位置ｘ0と、前もって制御装置
１８に与えられたパラメータであるトロリー１２の、定
速走行時の速度である、走行最大速度Ｖmax及びトロリ
ー１２の走行目標位置Ｐ0とに基づいて、吊荷１４の振
れ止めに必要なトロリー１２の走行速度パターンｖ(t)
、走行位置パターンｘ(t) 、吊荷14の振れ角パターン
ｓ(t) 、吊荷14の振れ角速度パターンｗ(t) をそれぞれ
計算し、また、走行位置検出器１６、走行速度検出器２
４、吊荷振れ角検出器２２、吊荷振れ角速度検出器２３
でそれぞれ検出した走行位置ｘ0、走行速度ｖ0、吊荷振
れ角ｓ0、吊荷振れ角速度ｗ0とのそれぞれの偏差に基づ
き速度指令の補正量Δｕを計算し、この補正量Δｕによ
り走行速度パターンｖ(t) を補正して速度指令値ｕを決
定し、トロリー駆動装置１５へ出力する。
止めパターン演算部２１が設けられており、この振れ止
めパターン演算部２１では、詳細は後述するが、ロープ
長検出器１７で検出したロープ長λ及びトロリー位置検
出器１６で検出した現在位置ｘ0と、前もって制御装置
１８に与えられたパラメータであるトロリー１２の、定
速走行時の速度である、走行最大速度Ｖmax及びトロリ
ー１２の走行目標位置Ｐ0とに基づいて、吊荷１４の振
れ止めに必要なトロリー１２の走行速度パターンｖ(t)
、走行位置パターンｘ(t) 、吊荷14の振れ角パターン
ｓ(t) 、吊荷14の振れ角速度パターンｗ(t) をそれぞれ
計算し、また、走行位置検出器１６、走行速度検出器２
４、吊荷振れ角検出器２２、吊荷振れ角速度検出器２３
でそれぞれ検出した走行位置ｘ0、走行速度ｖ0、吊荷振
れ角ｓ0、吊荷振れ角速度ｗ0とのそれぞれの偏差に基づ
き速度指令の補正量Δｕを計算し、この補正量Δｕによ
り走行速度パターンｖ(t) を補正して速度指令値ｕを決
定し、トロリー駆動装置１５へ出力する。
【００１３】ここで、図３のフローチャートに基づき、
振れ止めパターン演算部２１で実行される処理について
具体的に説明する。図３のフローチャートにおいて、ス
テップ１〜ステップ３は吊荷１４の振れ止めのための走
行速度パターンｖ(t) の計算方法を示しており、ステッ
プ４〜ステップ１０はステップ１において計算した走行
速度パターンｖ(t) にしたがってトロリー１２を駆動す
る手順（速度指令値ｕを出力する手順）を示している。
振れ止めパターン演算部２１で実行される処理について
具体的に説明する。図３のフローチャートにおいて、ス
テップ１〜ステップ３は吊荷１４の振れ止めのための走
行速度パターンｖ(t) の計算方法を示しており、ステッ
プ４〜ステップ１０はステップ１において計算した走行
速度パターンｖ(t) にしたがってトロリー１２を駆動す
る手順（速度指令値ｕを出力する手順）を示している。
【００１４】従って、まず、ステップ１〜ステップ３に
おける走行速度パターンｖ(t) の計算方法について説明
する。 ［ステップ１］：走行パターンの計算 まず、ロープ長検出器１７によって現在のロープ長λを
検出する。なお、ロープ長を可変とする場合、例えば、
トロリー１２の加速時にロープ１３を図示しない巻き取
り装置により巻き取って吊荷１４を上昇させるような場
合には、このときのロープ長の時間的な変化が予めわか
っているものとする。また、計算に使用するパラメータ
として、基準ロープ長λ0と走行最大速度Ｖmaxとを設定
する。
おける走行速度パターンｖ(t) の計算方法について説明
する。 ［ステップ１］：走行パターンの計算 まず、ロープ長検出器１７によって現在のロープ長λを
検出する。なお、ロープ長を可変とする場合、例えば、
トロリー１２の加速時にロープ１３を図示しない巻き取
り装置により巻き取って吊荷１４を上昇させるような場
合には、このときのロープ長の時間的な変化が予めわか
っているものとする。また、計算に使用するパラメータ
として、基準ロープ長λ0と走行最大速度Ｖmaxとを設定
する。
【００１５】計算手順は次の（１-1）〜（１ｆ）の通り
である（図４参照）。 （１-1）トロリー１２が走行して吊荷１４を運搬すると
き（加速時）にロープ長が固定の場合には、ロープ長検
出器１７で検出したロープ長λを用いる。トロリー１２
が走行して吊荷１４を運搬するとき（加速時）にロープ
長が可変の場合には、時間的に変化するロープ長λを予
め計算しておく。
である（図４参照）。 （１-1）トロリー１２が走行して吊荷１４を運搬すると
き（加速時）にロープ長が固定の場合には、ロープ長検
出器１７で検出したロープ長λを用いる。トロリー１２
が走行して吊荷１４を運搬するとき（加速時）にロープ
長が可変の場合には、時間的に変化するロープ長λを予
め計算しておく。
【００１６】（１-2）一方、基準ロープ長λ0に基づい
て、次の（１）式により基準周期Ｔを計算する。 基準周期Ｔ＝２π√（λ0／９．８） … （１）
て、次の（１）式により基準周期Ｔを計算する。 基準周期Ｔ＝２π√（λ0／９．８） … （１）
【００１７】（１-3）上記で計算した基準周期Ｔと走行
最大速度Ｖmaxとに基づいて、次の（２）式によりトロ
リー１２の基準走行加速度ａk0を計算する。その結果、
図４（ａ）に点線で示すような一定の基準走行加速度ａ
k0が得られる。 基準走行加速度ａk0＝走行最大速度Ｖmax／基準周期Ｔ … （２）
最大速度Ｖmaxとに基づいて、次の（２）式によりトロ
リー１２の基準走行加速度ａk0を計算する。その結果、
図４（ａ）に点線で示すような一定の基準走行加速度ａ
k0が得られる。 基準走行加速度ａk0＝走行最大速度Ｖmax／基準周期Ｔ … （２）
【００１８】（１-4）ここで、ロープ１３と吊荷１４と
からなる実際の振り子（ロープ長λを持つ振り子）とト
ロリー１２とに関する運動方程式は、次の（３）式のよ
うに求められる。但し、（３）式において、φは振り子
の振れ角、ωは振り子の振れ角速度、ｇは重力加速度、
ａkはトロリー１２の走行加速度、νはロープ長変化率
である。なお、ロープ長変化率νはロープ長を可変とし
た場合のロープ長の単位時間当たりの変化率であり、ロ
ープ長が固定の場合にはゼロとなる。
からなる実際の振り子（ロープ長λを持つ振り子）とト
ロリー１２とに関する運動方程式は、次の（３）式のよ
うに求められる。但し、（３）式において、φは振り子
の振れ角、ωは振り子の振れ角速度、ｇは重力加速度、
ａkはトロリー１２の走行加速度、νはロープ長変化率
である。なお、ロープ長変化率νはロープ長を可変とし
た場合のロープ長の単位時間当たりの変化率であり、ロ
ープ長が固定の場合にはゼロとなる。
【数１】
【００１９】従って、基準ロープ長λ0を持つ仮想振り
子とトロリー１２とに関する運動方程式は、トロリー１
２を基準走行加速度ａkで基準周期Ｔだけ加速する場
合、次の（４）式のようになる。
子とトロリー１２とに関する運動方程式は、トロリー１
２を基準走行加速度ａkで基準周期Ｔだけ加速する場
合、次の（４）式のようになる。
【数２】
【００２０】この（４）式で基準ロープ長λ0を固定と
し、基準走行加速度ａk0を一定とすると、（４）式か
ら、基準ロープ長λ0を持つ仮想振り子の振れに関し
て、次の（５）式のような解が求められる。
し、基準走行加速度ａk0を一定とすると、（４）式か
ら、基準ロープ長λ0を持つ仮想振り子の振れに関し
て、次の（５）式のような解が求められる。
【数３】
【００２１】即ち、基準ロープ長λ0を持つ仮想振り子
の基準周期Ｔの間の振れ角φ及び振れ角速度ωの時間的
な変化は図４の（ｃ）、図４の（ｄ）に示すようにな
り、基準周期Ｔが経過した時点では振れ角φ及び振れ角
速度ωは何れもゼロとなっている。従って、ロープ長λ
を持つ実際の振り子の基準周期Ｔの間の振れ角φ及び振
れ角速度ωが上式（５）となるようにトロリー１２の走
行加速度ａkを決めてやれば、吊荷１４（実際の振り
子）に対して期待通りの振れ止め制御ができるはずであ
る。そこで、上記の（３）式と（４）式の右辺どうしが
等しいとして走行加速度ａkを求めると、次の（６）式
が得られる。
の基準周期Ｔの間の振れ角φ及び振れ角速度ωの時間的
な変化は図４の（ｃ）、図４の（ｄ）に示すようにな
り、基準周期Ｔが経過した時点では振れ角φ及び振れ角
速度ωは何れもゼロとなっている。従って、ロープ長λ
を持つ実際の振り子の基準周期Ｔの間の振れ角φ及び振
れ角速度ωが上式（５）となるようにトロリー１２の走
行加速度ａkを決めてやれば、吊荷１４（実際の振り
子）に対して期待通りの振れ止め制御ができるはずであ
る。そこで、上記の（３）式と（４）式の右辺どうしが
等しいとして走行加速度ａkを求めると、次の（６）式
が得られる。
【数４】 従って、この（６）式により、時間ｔが０からＴまでの
加速時の走行加速度ａ kを求めることができる。即ち、
図４の（ａ）に実線で示したように、時間ｔの経過とと
もに連続的に変化する加速時の走行加速度ａkが得られ
る。
加速時の走行加速度ａ kを求めることができる。即ち、
図４の（ａ）に実線で示したように、時間ｔの経過とと
もに連続的に変化する加速時の走行加速度ａkが得られ
る。
【００２２】（１-5）そして、時間ｔが０からＴまでの
走行加速度ａkを次の（７）式のように積分して、トロ
リー１２の加速時の走行速度ｖ(t) を計算する。かくし
て、図４の（ｂ）に実線で示すような走行速度パターン
の加速部分が得られる。つまり、走行速度パターンの加
速部分が図４の（ｂ）に実線で示すようなパターンに設
定されれば、加速時の走行加速度ａkは図４の（ａ）に
実線で示すように滑らかに変化することになる。
走行加速度ａkを次の（７）式のように積分して、トロ
リー１２の加速時の走行速度ｖ(t) を計算する。かくし
て、図４の（ｂ）に実線で示すような走行速度パターン
の加速部分が得られる。つまり、走行速度パターンの加
速部分が図４の（ｂ）に実線で示すようなパターンに設
定されれば、加速時の走行加速度ａkは図４の（ａ）に
実線で示すように滑らかに変化することになる。
【数５】
【００２３】（１-6）そして、時間ｔが０からＴまでの
走行速度を積分して、加速時の走行移動距離Ｄa を次の
（８）式のように計算する。
走行速度を積分して、加速時の走行移動距離Ｄa を次の
（８）式のように計算する。
【数６】
【００２４】［ステップ２］：走行減速時の走行速度パ
ターンの計算 計算に使用するロープ長としてステップ１で検出したロ
ープ長λを用いる。なお、ロープ長を可変とする場合、
例えば、トロリー１２の減速時にロープ１３を図示しな
い巻き取り装置により巻き戻して吊荷１４を上昇もしく
は下降させるような場合には、このときのロープ長の時
間的な変化が予めわかっているものとする。また、ステ
ップ１で設定した基準ロープ長λ0と走行最大速度Ｖmax
とをパラメータとして使用する。
ターンの計算 計算に使用するロープ長としてステップ１で検出したロ
ープ長λを用いる。なお、ロープ長を可変とする場合、
例えば、トロリー１２の減速時にロープ１３を図示しな
い巻き取り装置により巻き戻して吊荷１４を上昇もしく
は下降させるような場合には、このときのロープ長の時
間的な変化が予めわかっているものとする。また、ステ
ップ１で設定した基準ロープ長λ0と走行最大速度Ｖmax
とをパラメータとして使用する。
【００２５】計算手順は次の（２-1）〜（２-7）の通り
である（図５の参照）。 （２-1）トロリー１２が走行して吊荷１４を運搬すると
き（減速時）にロープ長が固定の場合には、ステップ１
においてロープ長検出器１７で検出したロープ長λを用
いる。トロリー１２が走行して吊荷１４を運搬するとき
（減速時）にロープ長が可変の場合には、時間的に変化
するロープ長λを予め計算しておく。
である（図５の参照）。 （２-1）トロリー１２が走行して吊荷１４を運搬すると
き（減速時）にロープ長が固定の場合には、ステップ１
においてロープ長検出器１７で検出したロープ長λを用
いる。トロリー１２が走行して吊荷１４を運搬するとき
（減速時）にロープ長が可変の場合には、時間的に変化
するロープ長λを予め計算しておく。
【００２６】（２-2）一方、基準ロープ長λ0に基づい
て、次の（９）式により基準周期Ｔを計算する。 Ｔ ＝２π√（λ0／９．８） … （９）
て、次の（９）式により基準周期Ｔを計算する。 Ｔ ＝２π√（λ0／９．８） … （９）
【００２７】（２-3）上記で計算した基準周期Ｔと走行
最大速度Ｖmaxとに基づいて、次の（１０）式によりト
ロリー１２の基準走行加速度ａk0を計算する。その結
果、図５の（ａ）に点線で示すような一定の基準走行加
速度ａk0が得られる。なお、同図に示すように、減速時
であるため基準走行加速度ａk0はマイナスとなってい
る。 基準走行加速度ａk0＝走行最大速度／基準周期Ｔ … （１０）
最大速度Ｖmaxとに基づいて、次の（１０）式によりト
ロリー１２の基準走行加速度ａk0を計算する。その結
果、図５の（ａ）に点線で示すような一定の基準走行加
速度ａk0が得られる。なお、同図に示すように、減速時
であるため基準走行加速度ａk0はマイナスとなってい
る。 基準走行加速度ａk0＝走行最大速度／基準周期Ｔ … （１０）
【００２８】（２-4）基準ロープ長λ0を持つ仮想振り
子について、トロリー１２を基準走行加速度ａkで基準
周期Ｔだけ減速する場合の振れに関する解は、ステップ
１と同様の計算により（ステップ１の計算手順参照）、
次の（１１）式のように得られる。
子について、トロリー１２を基準走行加速度ａkで基準
周期Ｔだけ減速する場合の振れに関する解は、ステップ
１と同様の計算により（ステップ１の計算手順参照）、
次の（１１）式のように得られる。
【数７】
【００２９】（２-5）即ち、基準ロープ長λ0を持つ仮
想振り子の基準周期Ｔの間の振れ角φ及び振れ角速度ω
の時間的な変化は図５の（ｃ）、（ｄ）に示すようにな
り（減速時であるため振り子の振れ方向が図４の
（ｃ）、（ｄ）に示す加速時の振れ方向とは逆になって
いる）、基準周期Ｔが経過した時点では振れ角φ及び振
れ角速度ωは何れもゼロとなっている。従って、ロープ
長λを持つ実際の振り子がこのような振れとなるために
必要なトロリー１２の走行加速度ａkを、ステップ１と
同様の計算により（ステップ１の計算手順（１-5）参
照）、次の（１２）式のように求める。
想振り子の基準周期Ｔの間の振れ角φ及び振れ角速度ω
の時間的な変化は図５の（ｃ）、（ｄ）に示すようにな
り（減速時であるため振り子の振れ方向が図４の
（ｃ）、（ｄ）に示す加速時の振れ方向とは逆になって
いる）、基準周期Ｔが経過した時点では振れ角φ及び振
れ角速度ωは何れもゼロとなっている。従って、ロープ
長λを持つ実際の振り子がこのような振れとなるために
必要なトロリー１２の走行加速度ａkを、ステップ１と
同様の計算により（ステップ１の計算手順（１-5）参
照）、次の（１２）式のように求める。
【数８】
【００３０】この（１２）式により、時間ｔが０からＴ
までの減速時の走行加速度ａkを求めることができる。
即ち、図５の（ａ）に実線で示したように、時間ｔの経
過とともに連続的に変化する減速時の走行加速度ａkが
得られる。なお、同図に示すように、減速時であるため
走行加速度ａkはマイナスとなっている。
までの減速時の走行加速度ａkを求めることができる。
即ち、図５の（ａ）に実線で示したように、時間ｔの経
過とともに連続的に変化する減速時の走行加速度ａkが
得られる。なお、同図に示すように、減速時であるため
走行加速度ａkはマイナスとなっている。
【００３１】（２-6）そして、時間ｔが０からＴまでの
走行加速度ａkを次の（１３）式のように積分して、ト
ロリー１２の減速時の走行速度ｖd(t) を計算する。か
くして、図５の（ｂ）に実線で示すような走行速度パタ
ーンの加速部分が得られる。つまり、走行速度パターン
の減速部分が図５の（ｂ）に実線で示すようなパターン
に設定されれば、減速時の走行加速度ａkは図５の
（ａ）に実線で示すように滑らかに変化することにな
る。
走行加速度ａkを次の（１３）式のように積分して、ト
ロリー１２の減速時の走行速度ｖd(t) を計算する。か
くして、図５の（ｂ）に実線で示すような走行速度パタ
ーンの加速部分が得られる。つまり、走行速度パターン
の減速部分が図５の（ｂ）に実線で示すようなパターン
に設定されれば、減速時の走行加速度ａkは図５の
（ａ）に実線で示すように滑らかに変化することにな
る。
【数９】
【００３２】（２-7）そして、時間ｔが０からＴまでの
走行速度を積分して、減速時の走行移動距離Ｄd を次の
（１４）式のように計算する。
走行速度を積分して、減速時の走行移動距離Ｄd を次の
（１４）式のように計算する。
【数１０】
【００３３】［ステップ３］：走行速度パターンの結合
（加速部分＋減速部分） ステップ３ではステップ１で計算した走行速度パターン
の加速部分（図４の（ｂ）参照）と、ステップ２で計算
した走行速度パターンの減速部分（図５の（ｂ）参照）
とを結合して、走行速度パターンｖ(t) を計算する。入
力として、ステップ１で計算した加速側走行速度パター
ンの時系列データｖ a(t) 、ステップ２で計算した減速
側走行速度パターンの時系列データｖd(t) 、走行最大
速度Ｖmax、全体の走行距離Ｄ、加速部走行距離Ｄa及び
減速部走行距離Ｄdを使用し、出力として、走行速度パ
ターンｖ(t) （速度指令値ｕの時系列データ）を求め
る。
（加速部分＋減速部分） ステップ３ではステップ１で計算した走行速度パターン
の加速部分（図４の（ｂ）参照）と、ステップ２で計算
した走行速度パターンの減速部分（図５の（ｂ）参照）
とを結合して、走行速度パターンｖ(t) を計算する。入
力として、ステップ１で計算した加速側走行速度パター
ンの時系列データｖ a(t) 、ステップ２で計算した減速
側走行速度パターンの時系列データｖd(t) 、走行最大
速度Ｖmax、全体の走行距離Ｄ、加速部走行距離Ｄa及び
減速部走行距離Ｄdを使用し、出力として、走行速度パ
ターンｖ(t) （速度指令値ｕの時系列データ）を求め
る。
【００３４】計算手順は次の（３-1）〜（３-4）の通り
である（図６、図７参照）。 （３-1）トロリー１２の全体の走行距離Ｄは、次の（１
５）式のように、トロリー１２の走行目標位置Ｐ0と現
在位置ｘ0との差より求まる。 Ｄ＝Ｐ0−ｘ0 … （１５） トロリー１２が一定の走行最大速度Ｖmaxで走行する距
離Ｄmaxは、次の（１６）式のように、全体の走行距離
Ｄから加速部走行距離Ｄaと減速部走行距離Ｄdとを引い
た値である（図６参照）。 Ｄmax＝Ｄ−Ｄa−Ｄd … （１６）
である（図６、図７参照）。 （３-1）トロリー１２の全体の走行距離Ｄは、次の（１
５）式のように、トロリー１２の走行目標位置Ｐ0と現
在位置ｘ0との差より求まる。 Ｄ＝Ｐ0−ｘ0 … （１５） トロリー１２が一定の走行最大速度Ｖmaxで走行する距
離Ｄmaxは、次の（１６）式のように、全体の走行距離
Ｄから加速部走行距離Ｄaと減速部走行距離Ｄdとを引い
た値である（図６参照）。 Ｄmax＝Ｄ−Ｄa−Ｄd … （１６）
【００３５】（３-2）トロリー１２が走行最大速度Ｖ
maxで走行する時間Ｔmaxは、次の（１７）式より求める
ことができる。 Ｔmax＝Ｄmax／Ｖmax … （１７）
maxで走行する時間Ｔmaxは、次の（１７）式より求める
ことができる。 Ｔmax＝Ｄmax／Ｖmax … （１７）
【００３６】（３-3）加速側走行速度パターンの時系列
データｖa(t) と減速側走行速度パターンの時系列デー
タｖd(t) とを走行最大速度Ｖmaxでつなげることによっ
て、次の（１８）式のような走行速度パターンｖ(t) を
求めることができる。即ち、図７（ａ）に示すような左
右の加減速部と中央の一定速度部とからなる走行速度パ
ターンｖ(t) が得られる（図４の（ｂ）、図５の
（ｂ）、図６参照）。図７（ｂ）と図７（ｃ）には、図
７（ａ）に示す走行速度パターンｖ(t) に対応したトロ
リー１２の走行加速度ａkと、ロープ１３と吊荷１２と
からなる実際の振り子の振幅（振れ角）φとを示す（図
４の（ａ）、図４の（ｃ）、図５の（ａ）、図５の
（ｃ）参照）。
データｖa(t) と減速側走行速度パターンの時系列デー
タｖd(t) とを走行最大速度Ｖmaxでつなげることによっ
て、次の（１８）式のような走行速度パターンｖ(t) を
求めることができる。即ち、図７（ａ）に示すような左
右の加減速部と中央の一定速度部とからなる走行速度パ
ターンｖ(t) が得られる（図４の（ｂ）、図５の
（ｂ）、図６参照）。図７（ｂ）と図７（ｃ）には、図
７（ａ）に示す走行速度パターンｖ(t) に対応したトロ
リー１２の走行加速度ａkと、ロープ１３と吊荷１２と
からなる実際の振り子の振幅（振れ角）φとを示す（図
４の（ａ）、図４の（ｃ）、図５の（ａ）、図５の
（ｃ）参照）。
【数１１】
【００３７】（３-4）走行速度パターンｖ(t) の所要時
間は次の（１９）式となる。この所要時間２Ｔ＋Ｔmax
は後述する走行速度パターンの終了判定に用いる。 走行速度パターン所要時間＝２Ｔ＋Ｔmax … （１９） 以上のように、ステップ１〜ステップ３の処理により、
吊荷１４の振れ止め制御を行うための走行速度パターン
ｖ(t) を計算することができる。また、走行位置パター
ンｘ(t)は走行速度の積分により求めることができる。
また、吊荷振れ角パターンｓ(t) 、吊荷振れ角速度パタ
ーンｗ(t) は仮想振り子の振れ角度φと角速度ωからそ
れぞれ計算することができる。
間は次の（１９）式となる。この所要時間２Ｔ＋Ｔmax
は後述する走行速度パターンの終了判定に用いる。 走行速度パターン所要時間＝２Ｔ＋Ｔmax … （１９） 以上のように、ステップ１〜ステップ３の処理により、
吊荷１４の振れ止め制御を行うための走行速度パターン
ｖ(t) を計算することができる。また、走行位置パター
ンｘ(t)は走行速度の積分により求めることができる。
また、吊荷振れ角パターンｓ(t) 、吊荷振れ角速度パタ
ーンｗ(t) は仮想振り子の振れ角度φと角速度ωからそ
れぞれ計算することができる。
【００３８】次に、これらの走行パターンｖ(t)、ｘ(t)
、ｓ(t) 、ｗ(t) にしたがってトロリー１２を駆動す
る手順（速度指令値ｕを出力する手順）について説明す
る（ステップ４〜ステップ１０）。
、ｓ(t) 、ｗ(t) にしたがってトロリー１２を駆動す
る手順（速度指令値ｕを出力する手順）について説明す
る（ステップ４〜ステップ１０）。
【００３９】［ステップ４］：走行速度パターン出力の
準備 ステップ４では走行速度パターン出力の準備、即ち、ト
ロリー駆動装置１５へ速度指令値ｕを出力する準備とし
て、時間カウントの初期化を行う。振れ止めパターン演
算部２１では、刻み時間Δｔごとに演算処理が行われる
ものとする。そして、時間カウントｉを用意し、この時
間カウントｉを増加することにより、次の（２０）式に
示すように時間ｔを刻み時間Δｔずつ増加させて、時間
ｔの経過を表す。そこで、まず、初期化処理として、次
の（２１）式に示すように時間カウントｉを０に初期化
する。 ｔ＝Δｔ×ｉ … （２０） ｉ＝０ … （２１）
準備 ステップ４では走行速度パターン出力の準備、即ち、ト
ロリー駆動装置１５へ速度指令値ｕを出力する準備とし
て、時間カウントの初期化を行う。振れ止めパターン演
算部２１では、刻み時間Δｔごとに演算処理が行われる
ものとする。そして、時間カウントｉを用意し、この時
間カウントｉを増加することにより、次の（２０）式に
示すように時間ｔを刻み時間Δｔずつ増加させて、時間
ｔの経過を表す。そこで、まず、初期化処理として、次
の（２１）式に示すように時間カウントｉを０に初期化
する。 ｔ＝Δｔ×ｉ … （２０） ｉ＝０ … （２１）
【００４０】［ステップ５］：時間カウントを進める ステップ５では、次の（２２）式に示すように、時間カ
ウントｉの前回値に１をたすことによって時間カウント
ｉを進める。 ｉ＝ｉ＋１ … （２２）
ウントｉの前回値に１をたすことによって時間カウント
ｉを進める。 ｉ＝ｉ＋１ … （２２）
【００４１】［ステップ６］：速度パターン出力値の決
定 ステップ６では走行速度パターンｖ(t) に基づいて速度
指令値ｕ0を決定する。走行速度パターンｖ(t) の開始
からの経過時間ｔは上記（２０）式のようにｔ＝Δｔ×
ｉで表されるため、この経過時間ｔに対応した走行速度
パターンｖ(t)の値を、次の（２３）式のように、トロ
リー１２に対する速度指令値ｕ0とする。 ｕ0＝ｖ(t) … （２３）
定 ステップ６では走行速度パターンｖ(t) に基づいて速度
指令値ｕ0を決定する。走行速度パターンｖ(t) の開始
からの経過時間ｔは上記（２０）式のようにｔ＝Δｔ×
ｉで表されるため、この経過時間ｔに対応した走行速度
パターンｖ(t)の値を、次の（２３）式のように、トロ
リー１２に対する速度指令値ｕ0とする。 ｕ0＝ｖ(t) … （２３）
【００４２】［ステップ７］：走行位置、速度、吊荷振
れ角、吊荷振れ角速度の検出走行位置検出器２４により
走行位置ｘ0、走行速度検出器１６により走行速度ｖ0、
吊荷振れ角検出器２２により吊荷振れ角度ｓ0、及び吊
荷振れ角速度検出器２３により吊荷ｗ0を検出する。
れ角、吊荷振れ角速度の検出走行位置検出器２４により
走行位置ｘ0、走行速度検出器１６により走行速度ｖ0、
吊荷振れ角検出器２２により吊荷振れ角度ｓ0、及び吊
荷振れ角速度検出器２３により吊荷ｗ0を検出する。
【００４３】［ステップ８］：速度指令の補正値の計算 次の式により、トロリー１２に出力する速度指令の補正
値を計算する。 Δu = G1 × (ｘ0- x(t) )+ G2 × (ｖ0- v(t) )+ G3
× (ｓ0- s(t) )+ G4 × (ｗ0- w(t) ) ここで、Ｇ１〜Ｇ４は偏差に乗じるゲインであり、現代
制御理論による最適レギュレータ等の手法を用いて計算
することができる。（参考文献：「メカニカルシステム
制御」6.2節「リニアパルスモータを用いた走行クレー
ンの振れ止め制御」PP.192-197、古田勝久ほか、オーム
社）
値を計算する。 Δu = G1 × (ｘ0- x(t) )+ G2 × (ｖ0- v(t) )+ G3
× (ｓ0- s(t) )+ G4 × (ｗ0- w(t) ) ここで、Ｇ１〜Ｇ４は偏差に乗じるゲインであり、現代
制御理論による最適レギュレータ等の手法を用いて計算
することができる。（参考文献：「メカニカルシステム
制御」6.2節「リニアパルスモータを用いた走行クレー
ンの振れ止め制御」PP.192-197、古田勝久ほか、オーム
社）
【００４４】［ステップ９］：速度指令値の出力 ステップ９では、ステップ6 で決定した速度指令値ｕ0
とステップ８で計算した速度指令の補正値Δｕにより速
度指令値u を計算し、これをトロリー駆動装置へ出力す
る。次式のように、トロリー１２に対する速度指令値ｕ
を計算し、トロリー駆動装置１５へ順次出力する。 ｕ＝ｕ0＋Δｕ … （２４）
とステップ８で計算した速度指令の補正値Δｕにより速
度指令値u を計算し、これをトロリー駆動装置へ出力す
る。次式のように、トロリー１２に対する速度指令値ｕ
を計算し、トロリー駆動装置１５へ順次出力する。 ｕ＝ｕ0＋Δｕ … （２４）
【００４５】［ステップ１０］：走行速度パターンの終
了判定 ステップ１０では走行速度パターンｖ(t) の出力（速度
指令値ｕの出力）の開始からの経過時間ｔが、走行速度
パターンｖ(t) の所要時間２Ｔ＋Ｔmaxを超えているか
否かを判定する。経過時間ｔが所要時間２Ｔ＋Ｔmaxを
超えている場合には、走行速度パターン出力を終了させ
る。経過時間ｔが所要時間２Ｔ＋Ｔmaxを超えていない
場合には、ステップ５に戻って時間カウントｉを進める
とともに、走行速度パターン出力を継続する。
了判定 ステップ１０では走行速度パターンｖ(t) の出力（速度
指令値ｕの出力）の開始からの経過時間ｔが、走行速度
パターンｖ(t) の所要時間２Ｔ＋Ｔmaxを超えているか
否かを判定する。経過時間ｔが所要時間２Ｔ＋Ｔmaxを
超えている場合には、走行速度パターン出力を終了させ
る。経過時間ｔが所要時間２Ｔ＋Ｔmaxを超えていない
場合には、ステップ５に戻って時間カウントｉを進める
とともに、走行速度パターン出力を継続する。
【００４６】なお、具体的には、ステップ１〜ステップ
１０の処理プログラムを、制御装置１８を構成するマイ
クロコンピュータなどに実装し、このマイクロコンピュ
ータで連続して処理することにより、上記のような走行
パターンｖ(t)、ｘ(t) 、ｓ(t) 、ｗ(t) の計算と、こ
れらの走行パターンに基づくトロリー１２の駆動制御
（走行速度制御）、即ち、吊荷１４の振れ止め制御とを
行うことができる。
１０の処理プログラムを、制御装置１８を構成するマイ
クロコンピュータなどに実装し、このマイクロコンピュ
ータで連続して処理することにより、上記のような走行
パターンｖ(t)、ｘ(t) 、ｓ(t) 、ｗ(t) の計算と、こ
れらの走行パターンに基づくトロリー１２の駆動制御
（走行速度制御）、即ち、吊荷１４の振れ止め制御とを
行うことができる。
【００４７】以上のように、本実施の形態に係る吊荷の
振れ止め制御装置では、制御装置１８の振れ止めパター
ン演算部２１において、ロープ長検出器１７で検出した
ロープ長λ及びトロリー位置検出器１６で検出した現在
位置ｘ0と、前もって与えられた任意の基準ロープ長
λ0、走行最大速度Ｖmax及び走行目標位置Ｐ0とに基づ
いて、基準ロープ長λ0を持つ仮想振り子の１周期分の
時間でトロリー１２を加減速させたときの仮想振り子の
状態を計算し、ロープ長検出器１７で検出したロープ長
λを持つ実際の振り子が仮想振り子の状態に一致するよ
うにトロリー１２の走行速度パターンｖ(t) 、走行位置
パターンｘ(t)、吊荷振れ角パターンｓ(t)、及び吊荷振
れ角速度パターンｗ(t) を計算するとともに、これらの
パターンと走行位置検出器１６、走行速度検出器２４、
吊荷振れ角検出器２２、吊荷振れ角速度検出器２３でそ
れぞれ検出した走行位置ｘ0、走行速度ｖ0、吊荷振れ角
ｓ 0、吊荷振れ角速度ｗ0とのそれぞれの偏差に基づき速
度指令の補正量Δｕを計算し、この補正量Δｕにより走
行速度パターンｖ(t) を補正して速度指令値ｕを決定
し、トロリー駆動装置１５へ出力する。
振れ止め制御装置では、制御装置１８の振れ止めパター
ン演算部２１において、ロープ長検出器１７で検出した
ロープ長λ及びトロリー位置検出器１６で検出した現在
位置ｘ0と、前もって与えられた任意の基準ロープ長
λ0、走行最大速度Ｖmax及び走行目標位置Ｐ0とに基づ
いて、基準ロープ長λ0を持つ仮想振り子の１周期分の
時間でトロリー１２を加減速させたときの仮想振り子の
状態を計算し、ロープ長検出器１７で検出したロープ長
λを持つ実際の振り子が仮想振り子の状態に一致するよ
うにトロリー１２の走行速度パターンｖ(t) 、走行位置
パターンｘ(t)、吊荷振れ角パターンｓ(t)、及び吊荷振
れ角速度パターンｗ(t) を計算するとともに、これらの
パターンと走行位置検出器１６、走行速度検出器２４、
吊荷振れ角検出器２２、吊荷振れ角速度検出器２３でそ
れぞれ検出した走行位置ｘ0、走行速度ｖ0、吊荷振れ角
ｓ 0、吊荷振れ角速度ｗ0とのそれぞれの偏差に基づき速
度指令の補正量Δｕを計算し、この補正量Δｕにより走
行速度パターンｖ(t) を補正して速度指令値ｕを決定
し、トロリー駆動装置１５へ出力する。
【００４８】従って、本実施の形態に係る吊荷の振れ止
め制御装置によれば、図７に示すように走行速度パター
ンｖ(t)、走行位置パターンｐ(t) 、吊荷振れ幅パター
ンｓ(t) 、及び吊荷振れ速度パターンｗ(t) を得ること
ができ、これらのパターンと走行位置検出値、走行速度
検出値、吊荷振れ幅検出値、吊荷振れ速度検出値との偏
差が少なくなるように走行速度指令値を補正するので、
走行駆動系の追従性等に起因する吊荷１４の残留振れが
少ない高精度な振れ止め制御を行うことができる。
め制御装置によれば、図７に示すように走行速度パター
ンｖ(t)、走行位置パターンｐ(t) 、吊荷振れ幅パター
ンｓ(t) 、及び吊荷振れ速度パターンｗ(t) を得ること
ができ、これらのパターンと走行位置検出値、走行速度
検出値、吊荷振れ幅検出値、吊荷振れ速度検出値との偏
差が少なくなるように走行速度指令値を補正するので、
走行駆動系の追従性等に起因する吊荷１４の残留振れが
少ない高精度な振れ止め制御を行うことができる。
【００４９】なお、上記の吊荷の振れ止め制御装置では
ロープ長検出器１７を有し、このロープ長検出器１７で
検出したロープ長λを用いて走行速度パターンｖ(t) を
計算しているが、走行速度パターンｖ(t) を計算するた
めには吊荷１４（実際の振り子）の振れ周期もしくは振
動数がわかればよい。
ロープ長検出器１７を有し、このロープ長検出器１７で
検出したロープ長λを用いて走行速度パターンｖ(t) を
計算しているが、走行速度パターンｖ(t) を計算するた
めには吊荷１４（実際の振り子）の振れ周期もしくは振
動数がわかればよい。
【００５０】即ち、具体的な数式は省略するが、吊荷１
４の振れ周期に基づいて、同振れ周期とロープ長λとの
関係式からロープ長λを計算することができ、もしくは
吊荷１４の振動数に基づいて、同振動数と振れ周期との
関係式及び同振れ周期とロープ長λとの関係式からロー
プ長λを計算することができるため、この計算したロー
プ長λを上記（３）式に用いればよい。このため、ロー
プ長検出器１７の代わりに、吊荷１４の振れ周期もしく
は振動数を検出する装置を備えるようにしてもよい。
４の振れ周期に基づいて、同振れ周期とロープ長λとの
関係式からロープ長λを計算することができ、もしくは
吊荷１４の振動数に基づいて、同振動数と振れ周期との
関係式及び同振れ周期とロープ長λとの関係式からロー
プ長λを計算することができるため、この計算したロー
プ長λを上記（３）式に用いればよい。このため、ロー
プ長検出器１７の代わりに、吊荷１４の振れ周期もしく
は振動数を検出する装置を備えるようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、走行体
から垂れ下げたロープの下端に吊荷を取り付けて、走行
体の走行により吊荷を目標位置まで運搬するクレーンの
吊荷の振れ止め制御装置において、吊り荷が最下点から
最下点へ基準周期の振り子運動する間に、初期位置から
目標位置へ到達するようにする走行体の走行位置及び走
行速度と、吊荷の振れ角度及び振れ角速度の各目標パタ
ーンとを演算し、さらに、これらの目標パターンと、走
行体位置と、走行体速度と、吊荷振れ角と、吊荷の振れ
角速度と、の各時点での実際値との偏差を演算し、この
偏差に基づいて走行体の走行体位置と走行体速度と、吊
り荷の振れ角と振れ角速度が、それぞれ、目標パターン
に合致するよう速度指令値を決定し走行体駆動手段へ出
力される。従って、走行体の走行速度パターンからのず
れを小さく抑制することができ、走行駆動系の追従性に
起因する吊荷の残留振れが少ない高精度な振れ止め制御
を行うことができる。特に、請求項３の発明によれば、
吊り荷を基準周期の振り子運動後最下点に位置せしめる
べき目標位置が、吊り荷の最終到達点に加えて、走行体
が定速に達した点にも設定され、吊り荷の最終到達点で
の振れが防止される共に、走行体が走行開始後定速に達
した点でも振れが防止される。
から垂れ下げたロープの下端に吊荷を取り付けて、走行
体の走行により吊荷を目標位置まで運搬するクレーンの
吊荷の振れ止め制御装置において、吊り荷が最下点から
最下点へ基準周期の振り子運動する間に、初期位置から
目標位置へ到達するようにする走行体の走行位置及び走
行速度と、吊荷の振れ角度及び振れ角速度の各目標パタ
ーンとを演算し、さらに、これらの目標パターンと、走
行体位置と、走行体速度と、吊荷振れ角と、吊荷の振れ
角速度と、の各時点での実際値との偏差を演算し、この
偏差に基づいて走行体の走行体位置と走行体速度と、吊
り荷の振れ角と振れ角速度が、それぞれ、目標パターン
に合致するよう速度指令値を決定し走行体駆動手段へ出
力される。従って、走行体の走行速度パターンからのず
れを小さく抑制することができ、走行駆動系の追従性に
起因する吊荷の残留振れが少ない高精度な振れ止め制御
を行うことができる。特に、請求項３の発明によれば、
吊り荷を基準周期の振り子運動後最下点に位置せしめる
べき目標位置が、吊り荷の最終到達点に加えて、走行体
が定速に達した点にも設定され、吊り荷の最終到達点で
の振れが防止される共に、走行体が走行開始後定速に達
した点でも振れが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る吊荷の振れ止め制御
装置を備えたクレーンのモデル図である。
装置を備えたクレーンのモデル図である。
【図２】吊荷の振れ止め制御装置のブロック図である。
【図３】吊荷の振れ止め制御装置の処理を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図４】吊荷の振れ止め制御装置における走行速度パタ
ーンの加速部分の計算方法を表す説明図である。
ーンの加速部分の計算方法を表す説明図である。
【図５】吊荷の振れ止め制御装置における走行速度パタ
ーンの減速部分の計算方法を表す説明図である。
ーンの減速部分の計算方法を表す説明図である。
【図６】吊荷の振れ止め制御装置における走行速度パタ
ーンの一定速度部分の計算方法を表す説明図である。
ーンの一定速度部分の計算方法を表す説明図である。
【図７】吊荷の振れ止め制御装置の出力特性を表す説明
図である。
図である。
【図８】従来の吊荷の振れ止め制御装置の出力特性を表
す説明図である。
す説明図である。
１２…トロリー １５…トロリー駆動装置 １６…トロリー位置検出器 １７…ロープ長検出器 １８…制御装置 ２１…振れ止めパターン演算部 ２２…振れ角検出器 ２３…振れ角速度検出器 ２４…走行速度検出器
フロントページの続き (72)発明者 星名 博光 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 Ｆターム(参考） 3F204 AA02 CA01 CA03 DB02 DB06 DB09 DD02 DD14 EA03 EA08 EA11 EA17 EB01 EB08
Claims (3)
- 【請求項１】 走行体から垂れ下げたロープの下端に吊
荷を取り付けて、走行体の走行により吊荷を目標位置ま
で運搬するクレーンの吊荷の振れ止め制御装置であっ
て、 ロープの長さを検出するロープ長検出手段と、 走行体の位置を検出する走行体位置検出手段と、 走行体の速度を検出する走行体速度検出手段と、 吊荷の振れ角を検出する吊荷振れ角検出手段と、 吊荷の振れ角速度を検出する吊荷角速度検出手段と、 走行体を走行速度可変に駆動する走行体駆動手段と、 走行体駆動手段へ速度指令値を出力する制御手段とを備
え、 制御手段が、 ロープ長検出手段で検出したロープ長、走行体位置検出
手段で検出した走行体の初期位置と、予め定めた定速走
行速度と、予め定めた目標位置とに基づいて、吊り荷が
最下点から最下点へ基準周期の振り子運動する間に、初
期位置から目標位置へ到達するようにする走行体の走行
位置及び走行速度と、吊荷の振れ角度及び振れ角速度の
各目標パターンとを演算し、 さらに、これらの目標パターンと、走行体位置検出手段
により検出された走行体位置と、走行体速度検出手段に
より検出された走行体速度と、吊荷の振れ角検出手段に
より検出された吊荷振れ角と、吊荷の振れ角速度検出手
段により検出された吊荷の振れ角速度と、の各時点での
実際値との偏差を演算し、 偏差に基づいて走行体の走行体位置と走行体速度と、吊
り荷の振れ角と振れ角速度が、それぞれ、目標パターン
に合致するよう速度指令値を決定し、 速度指令値を走行体駆動手段へ出力することを特徴とす
る吊荷の振れ止め制御装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の吊荷の振れ止め制御装
置において、 ロープ長検出手段の代わりに、吊荷の実際の振り子運動
の振れ周期もしくは振動数を検出する振り子運動特性検
出手段を備えたことを特徴とする吊荷の振れ止め制御装
置。 - 【請求項３】 吊り荷を基準周期の振り子運動後最下点
に位置せしめるべき目標位置が、吊り荷の最終到達点に
加えて、走行体が定速に達した点にも設定されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の吊荷の振れ止め制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11124989A JP2000318973A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 吊荷の振れ止め制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11124989A JP2000318973A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 吊荷の振れ止め制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000318973A true JP2000318973A (ja) | 2000-11-21 |
Family
ID=14899167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11124989A Withdrawn JP2000318973A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 吊荷の振れ止め制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000318973A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040034946A (ko) * | 2002-10-17 | 2004-04-29 | 세이젼 주식회사 | 천정크레인의 속도제어방법 |
| CN110605966A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-24 | 中车株洲电力机车有限公司 | 储能式有轨电车受电器自动升降的控制方法及系统 |
| CN112395760A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-23 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种适用于行车吊物快速稳定移动的计算方法 |
| CN113479773A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-10-08 | 武汉港迪智能技术有限公司 | 一种集装箱吊具动态下放方法 |
-
1999
- 1999-04-30 JP JP11124989A patent/JP2000318973A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040034946A (ko) * | 2002-10-17 | 2004-04-29 | 세이젼 주식회사 | 천정크레인의 속도제어방법 |
| CN110605966A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-24 | 中车株洲电力机车有限公司 | 储能式有轨电车受电器自动升降的控制方法及系统 |
| CN112395760A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-23 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种适用于行车吊物快速稳定移动的计算方法 |
| CN113479773A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-10-08 | 武汉港迪智能技术有限公司 | 一种集装箱吊具动态下放方法 |
| CN113479773B (zh) * | 2021-05-24 | 2023-11-24 | 武汉港迪智能技术有限公司 | 一种集装箱吊具动态下放方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4883272B2 (ja) | クレーンの振れ止め制御方法 | |
| JP3355616B2 (ja) | クレーンの振れ止め制御方法 | |
| JP2000318973A (ja) | 吊荷の振れ止め制御装置 | |
| JP4183316B2 (ja) | 吊荷の振れ止め制御装置 | |
| JP3081146B2 (ja) | クレーン吊り荷振れ角センサー校正方法 | |
| JP2569446B2 (ja) | 吊り荷の振れ止め運転制御方法 | |
| JP2000313586A (ja) | 吊荷の振れ止め制御装置 | |
| JP3066424B2 (ja) | クレーン自動制御装置 | |
| JP3237557B2 (ja) | クレーン吊り荷の振れ止め制御方法 | |
| JP3019661B2 (ja) | クレーン運転制御方法 | |
| JPH11103507A (ja) | 車両速度制御装置 | |
| JP3113473B2 (ja) | クレーンの荷振れ止め運転方法及び装置 | |
| JP2979824B2 (ja) | クレーンの振れ止め制御装置 | |
| JP2021102503A (ja) | 懸架式クレーンの制御装置及びインバータ装置 | |
| JP3376772B2 (ja) | クレーンの振れ止め・位置決め装置 | |
| JP2587294B2 (ja) | 天井クレーンにおける振れ止め制御方法 | |
| JP2837314B2 (ja) | クレーンの振れ止め制御装置 | |
| JP2000219482A (ja) | クレーンの制御方法及び制御装置 | |
| JPH0912266A (ja) | 天井クレーンの走行制御装置 | |
| JP2766726B2 (ja) | 振れ止め制御装置 | |
| JP4790144B2 (ja) | クレーンの振れ止め制御方法 | |
| JPH09272605A (ja) | スタッカクレーンの走行制御装置 | |
| JPH05270786A (ja) | クレーンの振れ止め制御方法 | |
| JPH06156976A (ja) | クレーンの振止制御方法 | |
| JP2875525B1 (ja) | クレーンの走行制御方法および走行制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060308 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060704 |