JP2001048467A - Sway control device for crane - Google Patents

Sway control device for crane

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JP2001048467A
JP2001048467A JP11231457A JP23145799A JP2001048467A JP 2001048467 A JP2001048467 A JP 2001048467A JP 11231457 A JP11231457 A JP 11231457A JP 23145799 A JP23145799 A JP 23145799A JP 2001048467 A JP2001048467 A JP 2001048467A
Authority
JP
Japan
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crane
actual
motor
command value
torque
Prior art date
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Pending
Application number
JP11231457A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumichi Okajima
一道 岡島
Shuntaro Suzuki
俊太郎 鈴木
Yasuo Sakai
康雄 酒井
Shigeki Murayama
茂樹 村山
Toru Hayashi
亨 林
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the sway control device for a crane for reducing the cost for detecting a sway angle. SOLUTION: This control device is provided with a calculator 21 for calculating a first torque component from a motor speed order value and the motor speed of a real machine, a crane model 22 for mimic-calculating the sway angle of a carrying article from the acceleration found out from the motor speed of the real machine and wind up rope length, a convertor 23 for converting this mimic swing angle to a second torque component by a carrying article weight, a mimic calculation correction circuit 24 for correcting the mimic sway angle by returning the torque difference between the mimic calculation torque obtained by the composition of a first and second torque component and the motor torque order value in the crane real machine to a crane model and a swing stop control amount calculation part 3 for finding out the swing stop control amount based on this corrected mimic sway angle. The motor speed order value added this sway control amount to the speed order value is outputted to the crane real machine 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、横行時における運
搬物の振れを防止するクレーンの振れ止め制御装置に係
り、特に、振れ角検出のためのコストを低減するクレー
ンの振れ止め制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-sway control device for a crane for preventing the load from swaying when the vehicle is traversing, and more particularly to an anti-sway control device for a crane that reduces the cost for detecting the deflection angle. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】横行するトロリから垂らした巻き上げロ
ープにより運搬物を吊り下げているクレーンでは、横行
によって発生した運搬物の振れを抑制する必要がある。
この振れ止め制御を行うために運搬物の振れ角を検出す
ることは有用である。
2. Description of the Related Art In a crane in which a load is hung by a hoisting rope hanging from a trolley, it is necessary to suppress the deflection of the load caused by the traverse.
It is useful to detect the swing angle of the conveyed object in order to perform the steadying control.

【0003】特願平9−353655号では、振れ角、
巻き上げロープ長、トロリの横行位置等を検出して、こ
れらの値から振れエネルギを算出し、この振れを打ち消
す横行速度を算出するようになっている。
[0003] In Japanese Patent Application No. 9-353655, the deflection angle,
The length of the hoisting rope, the traversing position of the trolley, and the like are detected, the shake energy is calculated from these values, and the traverse speed for canceling the shake is calculated.

【0004】振れ角を検出するために、荷を保持するス
プレッダにマーカ又は発光ポインタを設置し、トロリに
設置した撮像装置又は受光器から取得した画像や受光信
号を処理することによってマーカや発光ポインタの位置
を検出する。この位置と巻き上げロープ長とから振れ角
を求めることができる。
In order to detect the deflection angle, a marker or a light emitting pointer is provided on a spreader for holding a load, and an image or a light receiving signal obtained from an image pickup device or a light receiving device installed on the trolley is processed to thereby provide a marker or a light emitting pointer. Detect the position of. The deflection angle can be determined from this position and the length of the hoisting rope.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来技術の振れ角を検
出する手段には、以下の問題点がある。即ち、マーカを
使用する場合、マーカの汚れや色褪せから位置検出が困
難になることがあるためマーカの鮮明さを保守管理する
必要がある。発光ポインタを使用する場合、スプレッダ
まで電源を供給する必要があると共に、受光器との光軸
ずれがあると位置検出が不可能になるため光軸合わせを
管理する必要がある。また、撮像装置、画像処理装置又
は発光ポインタ、受光器等の機器を使用するので、振れ
止め制御装置のコストが高くなる。
The means for detecting the deflection angle in the prior art has the following problems. That is, when a marker is used, it may be difficult to detect the position due to dirt or fading of the marker. Therefore, it is necessary to maintain and manage the sharpness of the marker. When using a light emitting pointer, it is necessary to supply power to the spreader, and it is necessary to manage the optical axis alignment because position detection becomes impossible if there is an optical axis deviation from the light receiver. In addition, since devices such as an imaging device, an image processing device, a light emitting pointer, and a light receiver are used, the cost of the anti-vibration control device increases.

【0006】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、振れ角検出のためのコストを低減するクレーンの振
れ止め制御装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a crane steady rest control device which solves the above-mentioned problems and reduces the cost for detecting the swing angle.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、トロリから垂らした巻き上げロープに運搬
物を吊り下げ、前記トロリを所望の速度指令値に応じて
横行させるときに運搬物の振れをなくするクレーンの振
れ止め制御装置において、前記トロリ及びこのトロリを
横行駆動するモータを含むクレーン実機に対して出力さ
れているモータ速度指令値と実際にクレーン実機に生じ
ているモータ速度とからトルクの第一の成分を算出する
算出器を設け、実際にクレーン実機に生じているモータ
速度から求めた加速度と実際の巻き上げロープ長とから
運搬物の振れ角を模擬演算するクレーンモデルを設け、
この模擬振れ角を実際の運搬物の重量によりトルクの第
二の成分に変換する変換器を設け、前記トルクの第一、
第二の成分を合成して得た模擬演算トルクと指令された
モータ速度を実現するためにクレーン実機内で使用して
いるモータトルク指令値との差分トルクを前記クレーン
モデルに帰還して模擬振れ角を修正させる模擬演算修正
回路を設け、この修正された模擬振れ角に基づいて前記
トロリへの速度指令値に対する振れ止め制御量を求める
振れ止め制御量演算部を設け、この振れ止め制御量を前
記速度指令値に加味したモータ速度指令値をクレーン実
機に対して出力するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a method for suspending a load on a hoisting rope hanging from a trolley, and moving the load on the trolley in accordance with a desired speed command value. In a steadying control device for a crane that eliminates runout, a motor speed command value output to a crane actual machine including the trolley and a motor that traverses the trolley, and a motor speed actually generated in the actual crane machine, Calculator to calculate the first component of torque from the crane, and a crane model to simulate the deflection angle of the load from the acceleration obtained from the motor speed actually generated in the actual crane and the actual hoisting rope length ,
A converter is provided for converting the simulated deflection angle into a second component of torque according to the actual weight of the conveyed object, and the first and second components of the torque are provided.
The difference torque between the simulated calculation torque obtained by synthesizing the second component and the motor torque command value used in the actual crane machine for realizing the commanded motor speed is fed back to the crane model to simulate vibration. A simulation calculation correction circuit for correcting the angle is provided, and a steady-state control amount calculation unit for obtaining a steady-state control amount for a speed command value to the trolley based on the corrected simulated deflection angle is provided. The motor speed command value added to the speed command value is output to the actual crane machine.

【0008】前記モータトルク指令値を実際にクレーン
実機に生じているモータトルクに近付けるために、実際
にクレーン実機に生じているモータ速度から摩擦等によ
る非線形バイアス成分を計算するバイアス計算器を設け
てもよい。
In order to approximate the motor torque command value to the motor torque actually generated in the actual crane machine, a bias calculator for calculating a nonlinear bias component due to friction or the like from the motor speed actually generated in the actual crane machine is provided. Is also good.

【0009】また、本発明は、トロリから垂らした巻き
上げロープに運搬物を吊り下げ、前記トロリを所望の速
度指令値に応じて横行させるときに運搬物の振れをなく
するクレーンの振れ止め制御装置において、前記トロリ
及びこのトロリを横行駆動するモータを含むクレーン実
機に対して出力されているモータ速度指令値を第一の入
力とし、実際にクレーン実機に生じているモータ速度又
はモータ回転数を第二の入力とし、実際の運搬物の重量
を第三の入力とし、実際の巻き上げロープ長を第四の入
力とし、実際にクレーン実機に生じているモータトルク
又は指令されたモータ速度を実現するためにクレーン実
機内で使用しているモータトルク指令値又は実際にクレ
ーン実機に生じているモータ電流を第五の入力とし、こ
れら五つの入力から少なくとも運搬物の振れ角を含むク
レーンの状態をオブザーバ又はカルマンフィルタにより
模擬演算する振れ角推定器を設けると共に、この模擬振
れ角に基づいて前記トロリへの速度指令値に対する振れ
止め制御量を求める振れ止め制御量演算部を設け、この
振れ止め制御量を前記速度指令値に加味したモータ速度
指令値をクレーン実機に対して出力するものである。
The present invention also provides a crane steadying control device for suspending a load on a hoisting rope hanging from a trolley and eliminating the load of the load when the trolley is traversed according to a desired speed command value. The first input is a motor speed command value output to an actual crane including the trolley and a motor for traversely driving the trolley, and a motor speed or motor speed actually generated in the actual crane is used as a first input. The second input, the actual load weight as the third input, the actual hoisting rope length as the fourth input, and to realize the motor torque or commanded motor speed actually occurring in the actual crane machine The fifth input is the motor torque command value used in the actual crane or the motor current actually generated in the actual crane. A swing angle estimator for simulating at least the state of the crane including the swing angle of the conveyed object by an observer or a Kalman filter is provided, and a steady rest for obtaining a steady rest control amount for a speed command value to the trolley based on the simulated swing angle is provided. A control amount calculation unit is provided to output a motor speed command value in which the steady rest control amount is added to the speed command value to the actual crane machine.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。
An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0011】図1に示されるように、本発明によるクレ
ーンの振れ止め制御装置の構成は、大きく3つに分かれ
る。即ち、振れ止め制御装置は、トロリ、トロリを横行
駆動するモータ及びモータ系電気回路を含むクレーン実
機1と、クレーンの状態を示す諸量として運搬物の振れ
角、トルク等を模擬演算する振れ角推定器20と、模擬
振れ角に基づいてクレーン速度指令値に対する振れ止め
制御量を求める振れ止め制御量演算部3とからなる。ク
レーン速度指令値は、トロリを所望の速度で横行させる
ために操作盤等より出力されるトロリへの速度指令値で
ある。
As shown in FIG. 1, the construction of the steady rest control device for a crane according to the present invention is roughly divided into three. That is, the steady rest control device is a crane actual machine 1 including a trolley, a motor for traversely driving the trolley, and a motor system electric circuit, and a swing angle for simulating the swing angle, torque, etc. of the conveyed material as various quantities indicating the state of the crane. It comprises an estimator 20 and a steady rest control amount calculation unit 3 for obtaining a steady rest control amount for a crane speed command value based on a simulated swing angle. The crane speed command value is a speed command value to the trolley output from the operation panel or the like to cause the trolley to traverse at a desired speed.

【0012】クレーン実機1は、例えば、図2に示した
コンテナクレーンであり、岸壁Gに沿って走行可能な脚
部51、脚部51上より船S上まで水平に突き出された
ガーダ52、ガーダ52上を横行するトロリ53、トロ
リ53から垂らした巻き上げロープ54に吊り下げら
れ、コンテナ55を保持するスプレッダ56、トロリ5
3に連結された横行ロープを巻き取る横行ドラム57、
横行ドラム57を回転駆動するモータ(図示せず)、巻
き上げロープ54を巻き取る巻き上げドラム58、巻き
上げドラム58を回転駆動するモータ(図示せず)、ク
レーン実機1に対して出力されているモータ速度指令値
に応じてモータを駆動するモータ系電気回路(図示せ
ず)などからなる。
The crane actual machine 1 is, for example, the container crane shown in FIG. 2, and includes a leg 51 that can travel along the quay G, a girder 52 projecting horizontally from the leg 51 to the ship S, and a girder. A trolley 53 traversing the trolley 52, a spreader 56 suspended by a hoisting rope 54 hanging from the trolley 53, and holding a container 55, a trolley 5
A traversing drum 57 for winding the traversing rope connected to 3;
A motor (not shown) for driving the traverse drum 57, a hoist drum 58 for winding the hoisting rope 54, a motor (not shown) for driving the hoist drum 58 to rotate, and a motor speed outputted to the actual crane 1 It comprises a motor system electric circuit (not shown) for driving the motor according to the command value.

【0013】また、クレーン実機1には、図示しない
が、実際にクレーン実機1に生じているモータ速度を検
出するモータ速度センサ、実際にクレーン実機1に生じ
ているモータ回転数を検出する回転数センサ、運搬物
(コンテナ55及びスプレッダ56)の重量として巻き
上げ負荷を検出する重量センサ、巻き上げロープ長とし
て巻き上げ量を検出するロープ長センサ等が設けられて
いる。
Although not shown, the crane actual machine 1 has a motor speed sensor for detecting a motor speed actually generated in the actual crane machine 1 and a rotational speed for detecting the motor revolution speed actually occurring in the actual crane machine 1. A sensor, a weight sensor for detecting a hoisting load as the weight of the load (the container 55 and the spreader 56), a rope length sensor for detecting a hoisting amount as a hoisting rope length, and the like are provided.

【0014】振れ角推定器20は、算出器21とクレー
ンモデル22と変換器23と模擬演算修正回路24とバ
イアス計算器25とからなる。
The deflection angle estimator 20 comprises a calculator 21, a crane model 22, a converter 23, a simulation correction circuit 24, and a bias calculator 25.

【0015】算出器21は、クレーン実機1に対して出
力されているモータ速度指令値とモータ速度センサで検
出した実際にクレーン実機に生じているモータ速度とか
ら、主としてトロリ53の横行運動に関係する第一のト
ルク成分を算出するものである。
The calculator 21 mainly determines the traverse motion of the trolley 53 from the motor speed command value output to the actual crane 1 and the motor speed actually generated in the actual crane detected by the motor speed sensor. The first torque component to be calculated is calculated.

【0016】クレーンモデル22は、運動する質量Mの
物体に長さl、質量mの単振り子を取り付けたモデルに
よる運動方程式を解き、その解を簡単化した演算式を組
み込んだものであり、その演算式に、モータ速度センサ
で検出したモータ速度から求めた加速度とロープ長セン
サで検出した実際の巻き上げロープ長とを代入して運搬
物の振れ角θを模擬演算するものである。なお、運搬物
の運動モデルを簡単にして単振り子モデルに単純化した
ものがクレーンモデルである。計算コストよりも推定精
度の向上を優先させるときは、単振り子モデルよりも複
雑な2点振り子モデル等をクレーンモデルとしてもよ
い。
The crane model 22 solves an equation of motion by a model in which a simple pendulum having a length 1 and a mass m is attached to a moving object having a mass M, and incorporates an arithmetic expression that simplifies the solution. The acceleration expression obtained from the motor speed detected by the motor speed sensor and the actual hoisting rope length detected by the rope length sensor are substituted into the calculation formula to simulate the deflection angle θ of the conveyed object. A crane model is a simplified model of a conveyed object that is simplified to a simple pendulum model. When giving priority to improving the estimation accuracy over the calculation cost, a two-point pendulum model or the like that is more complicated than the simple pendulum model may be used as the crane model.

【0017】変換器23は、振れ角を運搬物の重量と所
定の変換係数とにより、主として振り子運動に関係する
第二のトルク成分に変換するものである。
The converter 23 converts the deflection angle into a second torque component mainly related to the pendulum movement by using the weight of the conveyed object and a predetermined conversion coefficient.

【0018】模擬演算修正回路24は、第一、第二のト
ルク成分を合成することで、クレーン実機1に生じるで
あろう模擬演算トルクを得る加算器26と、指令された
モータ速度を実現するためにクレーン実機1内、例え
ば、クレーン実機1中のモータ系電気回路で使用してい
るモータトルク指令値との差分トルクを得る差分器27
と、この差分トルクをクレーンモデル22に帰還して模
擬振れ角を修正させるための帰還路とからなる。
The simulation calculation correction circuit 24 realizes an adder 26 that obtains a simulation calculation torque that would occur in the actual crane 1 by combining the first and second torque components, and a commanded motor speed. For obtaining a differential torque from a motor torque command value used in the crane actual machine 1, for example, a motor system electric circuit in the crane actual machine 1.
And a return path for returning the differential torque to the crane model 22 to correct the simulated deflection angle.

【0019】バイアス計算器25は、モータトルク指令
値を実際にクレーン実機1に生じているモータトルクに
近付けるために、実際にクレーン実機1に生じているモ
ータ速度から摩擦等による非線形バイアス成分を計算す
るものである。
The bias calculator 25 calculates a non-linear bias component due to friction or the like from the motor speed actually generated in the actual crane 1 in order to bring the motor torque command value closer to the motor torque actually generated in the actual crane 1. Is what you do.

【0020】28は、モータ速度を近似微分することに
より、モータ加速度を算出する近似微分器である。29
は、差分トルクに含まれている高周波成分を除去するロ
ーパスフィルタである。30は、帰還の利得Kを与える
素子である。31は、モータトルク指令値から非線形バ
イアス成分を減算する減算器である。
Reference numeral 28 denotes an approximate differentiator for calculating the motor acceleration by approximately differentiating the motor speed. 29
Is a low-pass filter for removing high-frequency components included in the differential torque. Reference numeral 30 denotes an element for providing a feedback gain K. 31 is a subtractor for subtracting a non-linear bias component from the motor torque command value.

【0021】この振れ止め制御装置において、トロリ5
3の横行時に運搬物が振れると、振れ角に応じた負荷が
トロリ53にかかる。その結果、モータのトルクや速度
に影響が現れる。そこで、モータのトルクや速度から振
れ角を求めることができる。以下、振れ止め制御装置の
動作を説明する。
In this steady rest control device, the trolley 5
If the conveyed object sways during the traverse of 3, the load corresponding to the sway angle is applied to the trolley 53. As a result, the torque and speed of the motor are affected. Therefore, the deflection angle can be obtained from the torque and speed of the motor. Hereinafter, the operation of the steady rest control device will be described.

【0022】クレーンモデル22は、モータ速度センサ
からのモータ速度を近似微分器28で近似微分したモー
タ加速度とロープ長センサからの巻き上げロープ長とを
用いて運搬物の振れ角を模擬演算する。この模擬振れ角
は、重量センサからの運搬物重量と共に変換器23に入
力される。変換器23は、模擬振れ角と運搬物重量とに
より、主として振り子運動に関係するトルク成分を求め
て出力する。算出器21は、モータ速度指令値とモータ
速度センサからのモータ速度とから、主としてトロリ5
3の横行運動に関係するトルク成分を求めて出力する。
加算器26では、これら2つのトルク成分を合成するこ
とで、クレーン実機1に生じるであろうトルクを模擬演
算する。
The crane model 22 simulates the swing angle of the conveyed object using the motor acceleration obtained by approximately differentiating the motor speed from the motor speed sensor by the approximate differentiator 28 and the hoisting rope length from the rope length sensor. This simulated deflection angle is input to the converter 23 together with the weight of the load from the weight sensor. The converter 23 obtains and outputs a torque component mainly related to the pendulum motion based on the simulated deflection angle and the weight of the conveyed object. The calculator 21 mainly calculates the trolley 5 from the motor speed command value and the motor speed from the motor speed sensor.
A torque component related to the traversing motion of No. 3 is obtained and output.
The adder 26 simulates the torque that would occur in the actual crane 1 by combining these two torque components.

【0023】一方、モータ系電気回路からは、モータト
ルク指令値が取り出される。このモータトルク指令値
は、トルクセンサの装備を省略するために、実際にクレ
ーン実機1に生じているモータトルクの代わりに用いる
ものである。ただし、クレーン実機1には、トロリ53
の横行時に生じる摩擦抵抗のような非線形な特性があ
る。そこで、モータトルク指令値を実モータトルクに近
付けるために、バイアス計算器25においてモータ速度
センサからのモータ速度を基に非線形バイアス成分を計
算し、モータトルク指令値から非線形バイアス成分を減
算して実機モータトルクとする。
On the other hand, a motor torque command value is extracted from the motor system electric circuit. This motor torque command value is used instead of the motor torque actually generated in the actual crane machine 1 in order to omit the provision of the torque sensor. However, the actual crane 1 has a trolley 53
Has a non-linear characteristic such as frictional resistance generated when the vehicle is traversing. Therefore, in order to approximate the motor torque command value to the actual motor torque, the bias calculator 25 calculates a nonlinear bias component based on the motor speed from the motor speed sensor, and subtracts the nonlinear bias component from the motor torque command value to determine the actual motor torque. Motor torque.

【0024】差分器27では、模擬演算モータトルクと
実機モータトルクとの差分トルクを求める。この差分ト
ルクをローパスフィルタ29に通して高周波成分を除去
し、利得Kを掛けてクレーンモデル22に帰還する。こ
れによりクレーンモデル22で模擬演算される振れ角が
より実機の状態に近付くことになる。
The difference unit 27 calculates a difference torque between the simulated calculation motor torque and the actual machine motor torque. This difference torque is passed through a low-pass filter 29 to remove high-frequency components, multiplied by a gain K, and returned to the crane model 22. As a result, the deflection angle simulated by the crane model 22 comes closer to the state of the actual machine.

【0025】振れ止め制御量演算部3は、前記のように
差分トルクを帰還して修正された模擬振れ角に基づいて
クレーン速度指令値に対する振れ止め制御量を求める。
この振れ止め制御量をクレーン度指令値に加味したモー
タ速度指令値をクレーン実機1に対して出力することに
なる。
The steady rest control amount calculation unit 3 calculates the steady rest control amount for the crane speed command value based on the simulated swing angle corrected by feeding back the differential torque as described above.
The motor speed command value in which the steady rest control amount is added to the crane degree command value is output to the crane actual machine 1.

【0026】次に、本発明の他の実施形態を説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0027】図3に示されるように、振れ止め制御装置
は、クレーン実機1と振れ角推定器2と振れ止め制御量
演算部3とから構成される。クレーン実機1及び振れ止
め制御量演算部3は、図1のものと同等であるから説明
を省略する。振れ角推定器2には、以下の5つの入力の
ための入力端が設けられている。
As shown in FIG. 3, the steady rest control device comprises an actual crane machine 1, a swing angle estimator 2, and a steady rest control amount calculation unit 3. The crane actual machine 1 and the steady rest control amount calculation unit 3 are the same as those in FIG. The shake angle estimator 2 is provided with input terminals for the following five inputs.

【0028】モータ速度指令値 モータ速度又はモータ回転数 運搬物重量 巻き上げロープ長 モータトルク又はモータトルク指令値又はモータ電流
(モータ速度又はモータ回転数でもよい) 振れ角推定器2は、オブザーバ又はカルマンフィルタと
呼ばれるもので構成されている。この振れ角推定器2
は、モータ速度指令値のみ又はモータ速度指令値とモー
タ速度又はモータ回転数とを総合したものに係数Bを掛
ける演算部61と、クレーンの状態である振れ角を演算
する積分器62と、振れ角に係数Cを掛けて模擬演算に
よる状態を演算する演算部63と、モータトルク又はモ
ータトルク指令値又はモータ電流又はモータ速度又はモ
ータ回転数を実機の状態として入力し、模擬演算による
状態との差分をとる差分器64と、この差分に係数Kを
掛けて積分器62の前段に設けた加減算器67に帰還す
る帰還回路65と、模擬演算による振れ角に運搬物重量
及び巻き上げロープ長に応じた係数Aを掛けて積分器6
2の前段に設けた加減算器67に帰還する帰還回路66
とからなる。演算回路61に入力する値は、モータ速度
指令値のみでもよいが、モータ速度又はモータ回転数を
加えてもよい。差分器64に入力する実機の状態は、実
測可能であればモータトルクを用いるのがよいが、モー
タトルク指令値又はモータ電流で代用してもよい。或い
は、モータ速度又はモータ回転数で代用してもよい。
Motor speed command value Motor speed or motor rotation speed Cargo weight Hoisting rope length Motor torque or motor torque command value or motor current (may be motor speed or motor rotation speed) The swing angle estimator 2 includes an observer or a Kalman filter. It is composed of what is called. This deflection angle estimator 2
A calculation unit 61 for multiplying a coefficient B by only the motor speed command value or the sum of the motor speed command value and the motor speed or the motor rotation speed; an integrator 62 for calculating a swing angle which is a crane state; A calculation unit 63 for multiplying the angle by a coefficient C to calculate a state based on a simulation operation, and a motor torque or a motor torque command value, a motor current, a motor speed, or a motor speed input as an actual machine state, A differencer 64 for taking a difference, a feedback circuit 65 for multiplying the difference by a coefficient K and feeding back to an adder / subtractor 67 provided in a stage preceding the integrator 62; Multiplied by the coefficient A
2. A feedback circuit 66 that feeds back to the adder / subtractor 67 provided in the preceding stage of Step 2.
Consists of The value input to the arithmetic circuit 61 may be only the motor speed command value, but may be the motor speed or the motor speed. It is preferable to use the motor torque as the state of the actual machine input to the differentiator 64 as long as it can be measured. Alternatively, the motor torque command value or the motor current may be used instead. Alternatively, the motor speed or the motor speed may be used instead.

【0029】図3の振れ止め制御装置にあっては、模擬
演算による状態とモータトルク等の実機の状態との差分
を積分器62の入力に帰還しているため、模擬演算によ
る状態が実機の状態に近付くことになる。従って、模擬
振れ角も実機の振れ角に近付く。
In the steady rest control device shown in FIG. 3, the difference between the state based on the simulation and the state of the actual machine such as the motor torque is fed back to the input of the integrator 62. It will approach the state. Therefore, the simulated deflection angle approaches the deflection angle of the actual machine.

【0030】図1の振れ止め制御装置の振れ角推定器2
0は、図3の振れ止め制御装置の振れ角推定器2とは構
成が異なるが、振れ角推定器20内部の算出器21〜減
算器31における各演算内容を分離・統合することによ
り、振れ角推定器2と同等の構成に変形することができ
る。
The swing angle estimator 2 of the steady rest control device shown in FIG.
0 is different in configuration from the shake angle estimator 2 of the steadying control device in FIG. 3, but the shake is obtained by separating and integrating the respective calculation contents in the calculator 21 to the subtractor 31 inside the shake angle estimator 20. It can be modified to a configuration equivalent to the angle estimator 2.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
The present invention exhibits the following excellent effects.

【0032】(1)模擬演算による振れ角を振れ止め制
御に用いるので、実際の振れ角を刑するセンサが不要に
なる。
(1) Since the swing angle obtained by the simulation calculation is used for the steadying control, a sensor for determining the actual swing angle is not required.

【0033】(2)模擬演算による振れ角は、実機出力
で修正されているので、信頼性が高い。
(2) Since the deflection angle by the simulation calculation is corrected by the output of the actual machine, the reliability is high.

【0034】(3)モータ速度センサ、回転数センサ、
重量センサ、ロープ長センサ等は、一般のクレーンに装
備されているものであり、このような既存のクレーンに
も本発明の振れ止め制御装置を容易に取り付けることが
できる。
(3) Motor speed sensor, rotation speed sensor,
The weight sensor, the rope length sensor, and the like are provided in a general crane, and the steady rest control device of the present invention can be easily attached to such an existing crane.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示す振れ止め制御装置の
ブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a steady rest control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明を適用するコンテナクレーンの構成図で
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram of a container crane to which the present invention is applied.

【図3】本発明の他の実施形態を示す振れ止め制御装置
のブロック構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of a steady rest control device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 クレーン実機 2 振れ角推定器 3 振れ止め制御量演算部 21 算出器 22 クレーンモデル 23 変換器 24 模擬演算修正回路 25 バイアス計算器 53 トロリ 54 巻き上げロープ 55 コンテナ 56 スプレッダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crane actual machine 2 Deflection angle estimator 3 Steady rest control amount calculation part 21 Calculator 22 Crane model 23 Transformer 24 Simulation calculation correction circuit 25 Bias calculator 53 Trolley 54 Hoisting rope 55 Container 56 Spreader

フロントページの続き (72)発明者 酒井 康雄 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 村山 茂樹 東京都江東区豊洲三丁目1番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 林 亨 東京都江東区毛利一丁目19番10号 石川島 播磨重工業株式会社江東事務所内 Fターム(参考) 3F204 AA03 BA02 CA03 DA08 EA03 EB05 EB07 Continued on the front page (72) Inventor Yasuo Sakai 3-1-1-15 Toyosu, Koto-ku, Tokyo Ishikawajima Harima Heavy Industries, Ltd. Tokyo Engineering Center (72) Inventor Shigeki Murayama 3-1-1-15 Toyosu, Koto-ku, Tokyo Ishikawajima Harima Heavy Industries, Ltd. Tokyo Engineering Center (72) Inventor Toru Hayashi 1-19-10 Mori, Koto-ku, Tokyo Ishikawajima Harima Heavy Industries, Ltd. Koto Office F-term (reference) 3F204 AA03 BA02 CA03 DA08 EA03 EB05 EB07

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トロリから垂らした巻き上げロープに運
搬物を吊り下げ、前記トロリを所望の速度指令値に応じ
て横行させるときに運搬物の振れをなくするクレーンの
振れ止め制御装置において、前記トロリ及びこのトロリ
を横行駆動するモータを含むクレーン実機に対して出力
されているモータ速度指令値と実際にクレーン実機に生
じているモータ速度とからトルクの第一の成分を算出す
る算出器を設け、実際にクレーン実機に生じているモー
タ速度から求めた加速度と実際の巻き上げロープ長とか
ら運搬物の振れ角を模擬演算するクレーンモデルを設
け、この模擬振れ角を実際の運搬物の重量によりトルク
の第二の成分に変換する変換器を設け、前記トルクの第
一、第二の成分を合成して得た模擬演算トルクと指令さ
れたモータ速度を実現するためにクレーン実機内で使用
しているモータトルク指令値との差分トルクを前記クレ
ーンモデルに帰還して模擬振れ角を修正させる模擬演算
修正回路を設け、この修正された模擬振れ角に基づいて
前記トロリへの速度指令値に対する振れ止め制御量を求
める振れ止め制御量演算部を設け、この振れ止め制御量
を前記速度指令値に加味したモータ速度指令値をクレー
ン実機に対して出力することを特徴とするクレーンの振
れ止め制御装置。
1. A crane steady rest control device for hanging a load on a hoisting rope hanging from a trolley and eliminating the load when the trolley is traversed according to a desired speed command value. And a calculator for calculating a first component of torque from a motor speed command value output to an actual crane including a motor that traversely drives the trolley and a motor speed actually occurring in the actual crane, A crane model that simulates the deflection angle of the conveyed object from the acceleration obtained from the motor speed actually generated in the actual crane and the actual hoisting rope length is provided, and this simulated deflection angle is calculated based on the actual weight of the conveyed object. A converter for converting the torque into a second component is provided to realize a simulated calculation torque obtained by combining the first and second components of the torque and a commanded motor speed. A simulation calculation correction circuit for correcting a simulated deflection angle by returning a differential torque from a motor torque command value used in the actual crane machine to the crane model, based on the corrected simulated deflection angle. Providing a steady rest control amount calculation unit for obtaining a steady rest control amount for the speed command value to the trolley, and outputting a motor speed command value in which the steady rest control amount is added to the speed command value to an actual crane machine. Crane steady rest control device.
【請求項2】 前記モータトルク指令値を実際にクレー
ン実機に生じているモータトルクに近付けるために、実
際にクレーン実機に生じているモータ速度から摩擦等に
よる非線形バイアス成分を計算するバイアス計算器を設
けたことを特徴とする請求項1記載のクレーンの振れ止
め制御装置。
2. A bias calculator for calculating a nonlinear bias component due to friction or the like from a motor speed actually generated in an actual crane machine in order to bring the motor torque command value closer to a motor torque actually generated in the actual crane machine. The steady rest control device for a crane according to claim 1, wherein the steady rest control device is provided.
【請求項3】 トロリから垂らした巻き上げロープに運
搬物を吊り下げ、前記トロリを所望の速度指令値に応じ
て横行させるときに運搬物の振れをなくするクレーンの
振れ止め制御装置において、前記トロリ及びこのトロリ
を横行駆動するモータを含むクレーン実機に対して出力
されているモータ速度指令値を第一の入力とし、実際に
クレーン実機に生じているモータ速度又はモータ回転数
を第二の入力とし、実際の運搬物の重量を第三の入力と
し、実際の巻き上げロープ長を第四の入力とし、実際に
クレーン実機に生じているモータトルク又は指令された
モータ速度を実現するためにクレーン実機内で使用して
いるモータトルク指令値又は実際にクレーン実機に生じ
ているモータ電流を第五の入力とし、これら五つの入力
から少なくとも運搬物の振れ角を含むクレーンの状態を
オブザーバ又はカルマンフィルタにより模擬演算する振
れ角推定器を設けると共に、この模擬振れ角に基づいて
前記トロリへの速度指令値に対する振れ止め制御量を求
める振れ止め制御量演算部を設け、この振れ止め制御量
を前記速度指令値に加味したモータ速度指令値をクレー
ン実機に対して出力することを特徴とするクレーンの振
れ止め制御装置。
3. A crane steady rest control device for hanging a load on a hoisting rope hanging from a trolley and eliminating the load when the trolley is traversed according to a desired speed command value. And a motor speed command value output to a crane actual machine including a motor that traverses the trolley is used as a first input, and a motor speed or motor speed actually generated in the actual crane machine is used as a second input. The third input is the actual weight of the conveyed material, the fourth input is the actual hoisting rope length, and the actual motor torque generated in the actual crane or the commanded motor speed is used in the actual crane. The motor torque command value used in the above or the motor current actually generated in the actual crane machine is used as the fifth input. A swing angle estimator for simulating the state of the crane including the swing angle of the object by an observer or a Kalman filter is provided, and a steadying control amount for obtaining a steadying control amount for a speed command value to the trolley based on the simulated swing angle. A steady rest control device for a crane, comprising a calculating unit, and outputting a motor speed command value in which the steady rest control amount is added to the speed command value to an actual crane machine.
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