JP2017154867A - Skew swing stop control device of hanging load - Google Patents

Skew swing stop control device of hanging load Download PDF

Info

Publication number
JP2017154867A
JP2017154867A JP2016040567A JP2016040567A JP2017154867A JP 2017154867 A JP2017154867 A JP 2017154867A JP 2016040567 A JP2016040567 A JP 2016040567A JP 2016040567 A JP2016040567 A JP 2016040567A JP 2017154867 A JP2017154867 A JP 2017154867A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
skew
cylinder
phase difference
position command
control means
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.)
Granted
Application number
JP2016040567A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6731141B2 (en
Inventor
崇 林
Takashi Hayashi
崇 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2016040567A priority Critical patent/JP6731141B2/en
Priority to CN201710075409.3A priority patent/CN107150951B/en
Publication of JP2017154867A publication Critical patent/JP2017154867A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6731141B2 publication Critical patent/JP6731141B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a skew swing stop control device which quickly attenuates a skew swing of a hanging load.SOLUTION: A skew swing stop control device which attenuates a skew swing by operating a cylinder comprises: the detection means of a skew angle; the detection means of an actual position of the cylinder; means for calculating an amplitude of a cylinder position command on the basis of the detected skew angle; phase difference calculation means 10 for predicting and calculating a phase difference between the cylinder position command and a cylinder actual position on the basis of a cylinder speed, a skew vibration cycle and the amplitude; skew control means 13 for creating the cylinder position command at which a phase is progressed by a phase difference prediction value with respect to an ideal position command which should be outputted when there is no phase difference between the cylinder position command and the cylinder actual position on the basis of the phase difference prediction value, a skew angle and a control gain; and cylinder position control means 14 for controlling a cylinder position on the basis of a difference between the cylinder position command which is outputted from the skew control means 13 and the cylinder actual position.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コンテナクレーン等により搬送される吊り荷のスキュー振れ（旋回振れ）を減衰させるための振れ止め制御装置に関する。   The present invention relates to a steadying control device for attenuating skew swings (turning swings) of a suspended load conveyed by a container crane or the like.

クレーン搬送される吊り荷のスキュー振れ止め制御装置として、例えば特許文献１には、吊り荷の左右両端の運動状態から検出したスキュー振れ変位に応じてスキューシリンダを駆動することにより、トロリーから吊り荷までの巻き上げロープ長を変化させて吊り荷を鉛直軸回りに旋回させ、スキュー振れを減衰させる技術が開示されている。   As a skew steadying control device for a suspended load transported by a crane, for example, Patent Document 1 discloses a suspension load from a trolley by driving a skew cylinder in accordance with a skew deflection displacement detected from a motion state of both left and right ends of the suspended load. A technique is disclosed in which the length of the hoisting rope is changed and the suspended load is swung around the vertical axis to attenuate the skew deflection.

図５は、特許文献１に記載されたスキュー振れ止め制御装置において、巻き上げロープの長さを変化させるための機構部を上面から見た概念図である。
図５において、５０はスキューシリンダ、５１は連結機構、５２〜５５は巻き上げロープであり、これらの巻き上げロープ５２〜５５は、図示されていないトロリー上の滑車を介して吊り荷を支持している。 FIG. 5 is a conceptual view of the mechanism for changing the length of the hoisting rope as viewed from above in the skew steadying control device described in Patent Document 1. FIG.
In FIG. 5, 50 is a skew cylinder, 51 is a coupling mechanism, 52-55 are hoisting ropes, and these hoisting ropes 52-55 support a suspended load via a pulley on a trolley (not shown). .

図５に示す構造では、例えばシリンダ５０の位置を矢印方向に伸長させることにより、連結機構５１が一点鎖線に示すように変形する。これにより、ロープ５２，５４が引かれると共にロープ５３，５５が押し出される結果、吊り荷は、鉛直軸６０を中心として矢印ｃ方向の何れかに旋回する。特許文献１では、シリンダ５０に対する速度指令をスキュー振れ変位及びスキュー振れ速度（スキュー角及びスキュー角速度）等の線形結合を用いて演算し、その速度指令に従ってシリンダ５０を駆動することにより、吊り荷の振れ止めを行っている。   In the structure shown in FIG. 5, for example, by extending the position of the cylinder 50 in the direction of the arrow, the coupling mechanism 51 is deformed as indicated by a one-dot chain line. As a result, the ropes 52 and 54 are pulled and the ropes 53 and 55 are pushed out. As a result, the suspended load turns in the direction of the arrow c about the vertical axis 60. In Patent Document 1, a speed command for the cylinder 50 is calculated using linear combination such as skew deflection displacement and skew deflection velocity (skew angle and skew angular velocity), and the cylinder 50 is driven according to the velocity command to The steady rest is performed.

特許第２９４８４７３号公報（段落［００２２］〜［００２４］、図１，図２，図５等）Japanese Patent No. 2948473 (paragraphs [0022] to [0024], FIG. 1, FIG. 2, FIG. 5 etc.)

特許文献１に記載された振れ止め制御装置によると、一般に、スキュー振れが大きい時ほど、シリンダ５０を高速で移動させる必要が生じる。しかし、シリンダ５０の中には、巻き上げロープ長の微調整を目的として設けられているものがあり、このようなシリンダ５０は動作速度に限界があるため、速度指令に十分に追従することができない。
このため、振れ止め制御を目的としてシリンダ５０に所定の速度指令を与えたとしても、シリンダ５０の動作速度や位置を指令通りに制御できない場合が生じる。 According to the steadying control apparatus described in Patent Document 1, generally, the larger the skew deflection, the more the cylinder 50 needs to be moved at a higher speed. However, some cylinders 50 are provided for the purpose of fine adjustment of the hoisting rope length. Since such cylinders 50 have a limited operating speed, they cannot sufficiently follow the speed command. .
For this reason, even if a predetermined speed command is given to the cylinder 50 for the purpose of steadying control, the operation speed and position of the cylinder 50 may not be controlled as commanded.

例えば、シリンダの速度指令を積分して得たシリンダ位置指令ａが図６に示すように変化する場合、シリンダ実際位置ｂは、位置指令ａに対して同じ振幅で変化できないだけでなく位相差（時間差）αだけ遅れる形になり、その結果、安定したスキュー振れ止め制御を実現することができない。
このような場合、スキュー振れ角が大きくても位置指令通りにシリンダが動作できる程度に制御ゲインを低く設定すれば、上述した問題は回避することが可能になるが、制御ゲインを低くする分、スキュー振れ止めに要する時間が長くなるという問題がある。 For example, when the cylinder position command a obtained by integrating the cylinder speed command changes as shown in FIG. 6, the cylinder actual position b cannot be changed with the same amplitude as the position command a, but also the phase difference ( As a result, stable skew steadying control cannot be realized.
In such a case, if the control gain is set so low that the cylinder can operate according to the position command even if the skew deflection angle is large, the above-described problem can be avoided. There is a problem that the time required to prevent skew is increased.

そこで、本発明の解決課題は、シリンダ位置指令に対するシリンダ実際位置の位相差を補償するシリンダ位置指令に従ってシリンダを動作させることにより、安定的かつ迅速なスキュー振れ止めを実現可能としたスキュー振れ止め制御装置を提供することにある。   Accordingly, a problem to be solved by the present invention is to provide a skew stabilization control capable of realizing stable and quick skew stabilization by operating a cylinder in accordance with a cylinder position command that compensates for a phase difference between a cylinder actual position and a cylinder position command. To provide an apparatus.

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、吊り荷を支持するロープの長さをスキューシリンダの動作によって調整することにより前記吊り荷を鉛直軸回りに旋回させ、前記吊り荷のスキュー角を制御してスキュー振れを減衰させるようにしたスキュー振れ止め制御装置において、
前記スキュー角を検出するスキュー角検出手段と、
前記スキューシリンダの実際の位置を検出するシリンダ実際位置検出手段と、
前記スキュー角検出手段により検出したスキュー角に基づいてシリンダ位置指令の振幅を演算する手段と、
前記スキューシリンダの速度相当値と、前記吊り荷のスキュー振動周期と、前記シリンダ位置指令の振幅とに基づいて、前記シリンダ位置指令とシリンダ実際位置との間に生じる位相差を予測演算し、位相差予測値として出力する位相差演算手段と、
前記位相差予測値と、前記スキュー角と、所定の制御ゲインとが入力され、前記シリンダ位置指令と前記シリンダ実際位置との位相差が存在しない場合に出力するべき理想位置指令に対して、前記位相差予測値だけ位相が進んだシリンダ位置指令を生成するスキュー制御手段と、
前記スキュー制御手段により生成されたシリンダ位置指令と前記シリンダ実際位置との差に基づいて、所定の速度以下で前記シリンダを駆動することにより前記スキューシリンダの位置を制御するシリンダ位置制御手段と、を備えたものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that the suspended load is swung around a vertical axis by adjusting the length of the rope that supports the suspended load by the operation of the skew cylinder, and the suspended load is skewed. In the skew steadying control device that controls the angle to attenuate the skew swing,
Skew angle detecting means for detecting the skew angle;
Cylinder actual position detecting means for detecting the actual position of the skew cylinder;
Means for calculating the amplitude of the cylinder position command based on the skew angle detected by the skew angle detection means;
Based on the value corresponding to the speed of the skew cylinder, the skew vibration period of the suspended load, and the amplitude of the cylinder position command, the phase difference generated between the cylinder position command and the cylinder actual position is predicted and calculated. Phase difference calculation means for outputting as a phase difference prediction value;
For the ideal position command to be output when the phase difference prediction value, the skew angle, and a predetermined control gain are input and there is no phase difference between the cylinder position command and the cylinder actual position, Skew control means for generating a cylinder position command whose phase is advanced by a phase difference prediction value;
Cylinder position control means for controlling the position of the skew cylinder by driving the cylinder at a predetermined speed or less based on the difference between the cylinder position command generated by the skew control means and the actual cylinder position; It is provided.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載したスキュー振れ止め制御装置において、
前記スキュー制御手段は、前記シリンダ実際位置の位相遅れがない条件で設計したスキュー角を入力として前記シリンダ位置制御手段に与えるシリンダ位置指令を演算する比例微分制御手段を備え、
前記比例微分制御手段における比例ゲイン及び微分ゲインを、前記位相差予測値だけ出力信号の位相が進むように設定するものである。 The invention according to claim 2 is the skew steadying control device according to claim 1,
The skew control means includes a proportional differential control means for calculating a cylinder position command to be given to the cylinder position control means with a skew angle designed under the condition that there is no phase delay of the cylinder actual position as an input,
The proportional gain and differential gain in the proportional differential control means are set so that the phase of the output signal advances by the phase difference predicted value.

請求項３に係る発明は、請求項２に記載したスキュー振れ止め制御装置において、
前記比例微分制御手段は、スキュー角速度（ｄψ／ｄｔ）に対して目的とするシリンダ位置がＫ（ｄψ／ｄｔ）なる形で表される場合に、以下の数式によりシリンダ位置指令ｕを演算するものである。
ｕ＝（Ｋｃｏｓα）（ｄψ／ｄｔ）−（Ｋｓｉｎα）ωψ
（ただし、Ｋ：制御ゲインとしての比例ゲイン、α：位相差予測値、ψ：スキュー角、ω：スキュー振動角周波数） The invention according to claim 3 is the skew steadying control apparatus according to claim 2,
The proportional differential control means calculates a cylinder position command u by the following formula when the target cylinder position is expressed as K (dψ / dt) with respect to the skew angular velocity (dψ / dt). It is.
u = (Kcosα) (dψ / dt) − (Ksinα) ωψ
(Where K: proportional gain as control gain, α: phase difference prediction value, ψ: skew angle, ω: skew vibration angular frequency)

本発明においては、シリンダ位置指令とシリンダ実際位置との位相差が存在しない場合に出力するべき理想位置指令に対して、位相差予測手段により演算された位相差予測値だけ位相を進めたシリンダ位置指令を生成し、このシリンダ位置指令に従ってシリンダを動作させるものである。
このため、従来よりも高い制御ゲインを維持しつつ、シリンダ速度が不十分な場合であっても振れ止め制御に必要なシリンダ動作が可能となり、その結果として、安定的かつ速やかに吊り荷のスキュー振れ止めを実現することができる。 In the present invention, the cylinder position in which the phase is advanced by the phase difference prediction value calculated by the phase difference prediction means with respect to the ideal position command to be output when there is no phase difference between the cylinder position command and the actual cylinder position. A command is generated, and the cylinder is operated according to the cylinder position command.
For this reason, it is possible to operate the cylinder necessary for steadying control even when the cylinder speed is insufficient while maintaining a higher control gain than before, and as a result, the skew of the suspended load can be stably and quickly. A steady rest can be realized.

本発明の実施形態に係るスキュー振れ止め制御装置の主要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part of the skew steadying control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態の作用を説明するための、シリンダ位置指令、シリンダ実際位置等の説明図である。It is explanatory drawing, such as a cylinder position command and a cylinder actual position, for demonstrating the effect | action of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の作用を説明するための、シリンダ位置指令、シリンダ実際位置値等の説明図である。It is explanatory drawing, such as a cylinder position command and a cylinder actual position value, for demonstrating the effect | action of embodiment of this invention. 本発明の実施形態及び従来技術によるスキュー振れ止め制御のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of skew steadying control by embodiment of this invention and a prior art. 特許文献１に記載されたスキュー振れ止め制御装置の機構部を上面から見た概念図である。It is the conceptual diagram which looked at the mechanism part of the skew steadying control apparatus described in patent document 1 from the upper surface. シリンダ実際位置の位相遅れを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase delay of a cylinder actual position.

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。まず、図１は、この実施形態に係るスキュー振れ止め制御装置のブロック図である。
図１において、位相差演算手段１０は、シリンダ速度Ｖと、スキュー振動周期Ｔと、シリンダ位置指令の振幅Ａとに基づいて、位相差αを演算する。ここで、シリンダ速度Ｖはシリンダ速度検出値またはシリンダ速度指令を使用することができ、スキュー振動周期Ｔは、角度センサ等を用いて検出可能である。
位置指令の振幅Ａは、角度センサ等により検出した吊り荷のスキュー角ψの振幅を振幅演算手段１１により求め、この振幅演算手段１１の出力と所定の制御ゲインＫとを乗算手段１２により乗算して求められる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a block diagram of a skew steadying control apparatus according to this embodiment.
In FIG. 1, a phase difference calculation means 10 calculates a phase difference α based on a cylinder speed V, a skew vibration period T, and an amplitude A of a cylinder position command. Here, a cylinder speed detection value or a cylinder speed command can be used as the cylinder speed V, and the skew vibration period T can be detected using an angle sensor or the like.
For the amplitude A of the position command, the amplitude of the suspended skew angle ψ detected by an angle sensor or the like is obtained by the amplitude calculating means 11 and the output of the amplitude calculating means 11 and a predetermined control gain K are multiplied by the multiplying means 12. Is required.

位相差演算手段１０は、シリンダ速度Ｖと、スキュー振動周期Ｔと、シリンダ位置指令の振幅Ａとを用いて、数式１により位相差αを予測演算する。なお、数式１において、ＶＴ＞４Ａである場合には、α＝０として扱う。
[数式１]
α＝ｃｏｓ−１（ＶＴ／４Ａ） The phase difference calculation means 10 predicts and calculates the phase difference α using Equation 1 using the cylinder speed V, the skew vibration period T, and the amplitude A of the cylinder position command. In Formula 1, when VT> 4A, α = 0 is handled.
[Formula 1]
α = cos −1 (VT / 4A)

上記の位相差αは、図６に示したように、シリンダ位置指令ａに従ってシリンダ位置を制御した場合の、シリンダ位置指令ａに対するシリンダ実際位置ｂの位相差、言い換えれば、シリンダ位置指令ａの変化率とシリンダ速度実際値との差によって発生する位相差に相当する。
従って、この位相差αをなくすためには、図２に示すように、位相遅れが存在しない場合に出力するべき適切なシリンダ位置指令ｕ’（位相進み演算前のシリンダ位置指令であり、これを理想位置指令という）に対して、位相差演算手段１０により演算した位相差（位相差予測値）αだけ位相を進ませたシリンダ位置指令ｕを生成し、このシリンダ位置指令ｕに従ってシリンダを動作させれば、シリンダ実際位置ｂは理想位置指令ｕ’と位相が一致することになる。 As shown in FIG. 6, the phase difference α is the phase difference of the cylinder actual position b with respect to the cylinder position command a when the cylinder position is controlled according to the cylinder position command a, in other words, the change in the cylinder position command a. This corresponds to the phase difference generated by the difference between the ratio and the actual cylinder speed.
Therefore, in order to eliminate this phase difference α, as shown in FIG. 2, an appropriate cylinder position command u ′ (a cylinder position command before the phase advance calculation, which should be output when there is no phase delay, A cylinder position command u having a phase advanced by a phase difference (phase difference predicted value) α calculated by the phase difference calculation means 10 and operating the cylinder according to the cylinder position command u. Then, the cylinder actual position b is in phase with the ideal position command u ′.

なお、前述した数式１は、以下のようにして導出することができる。
図３によれば、スキュー振動周期Ｔの１／４の期間すなわち（Ｔ／４）におけるシリンダ実際位置ｂの変位は、シリンダ速度Ｖをシリンダ実際位置ｂの傾きと考えれば、ＶＴ／４である。シリンダ位置指令ｕの振幅ＡをＡにより除算して１に正規化すると、上記の変位は（ＶＴ／４）／Ａとなる。この変位はｃｏｓαに相当するので、ｃｏｓα＝ＶＴ／４Ａとなり、これを変形すれば数式１が得られる。 It should be noted that Equation 1 described above can be derived as follows.
According to FIG. 3, the displacement of the cylinder actual position b in the quarter period of the skew oscillation period T, that is, (T / 4) is VT / 4 when the cylinder speed V is considered as the inclination of the cylinder actual position b. . When the amplitude A of the cylinder position command u is divided by A and normalized to 1, the above displacement becomes (VT / 4) / A. Since this displacement corresponds to cos α, cos α = VT / 4A, and if this is modified, Equation 1 is obtained.

図１に戻って、スキュー制御手段１３には、上記位相差α、スキュー角ψ、及び適宜設定された制御ゲインＫが入力されている。
このスキュー制御手段１３は、前述したように、位相遅れが存在しない場合に出力するべき理想位置指令ｕ’に対して、予測演算された位相差αだけ位相を進ませたシリンダ位置指令ｕを生成し、シリンダ位置制御手段１４に出力する。なお、シリンダ位置制御手段１４は、図５に示したシリンダ５０を駆動するための電気回路または油圧回路、空圧回路等を含み、シリンダ５０は、図５に示したような連結機構５１及び巻き上げロープ等を駆動して吊り荷を鉛直軸回りに旋回させ、スキュー角を制御するものである。 Returning to FIG. 1, the skew control means 13 receives the phase difference α, the skew angle ψ, and a control gain K set as appropriate.
As described above, the skew control unit 13 generates a cylinder position command u in which the phase is advanced by the predicted phase difference α with respect to the ideal position command u ′ to be output when there is no phase delay. And output to the cylinder position control means 14. The cylinder position control means 14 includes an electric circuit, a hydraulic circuit, a pneumatic circuit, or the like for driving the cylinder 50 shown in FIG. 5, and the cylinder 50 includes the connecting mechanism 51 and the hoisting as shown in FIG. The rope is driven to turn the suspended load around the vertical axis to control the skew angle.

ここで、スキュー制御手段１３及びシリンダ位置制御手段１４によりシリンダ５０を駆動してスキュー振れ止め動作を行うためには、スキュー角ψとその時間微分値であるスキュー角速度（ｄψ／ｄｔ）に対してシリンダ位置を決定するような、比例微分（ＰＤ）制御系を基本とした制御手段を構成することが望ましい。この場合、位相遅れがない条件で設計したスキュー角を入力とする比例微分制御手段を対象として、シリンダ位置指令に対して、シリンダ実際位置が遅れる分だけ出力信号の位相が進むように比例ゲイン及び微分ゲインを修正することにより、吊り荷のスキュー角に対して本来与えるべき位置（変位）指令とシリンダ実際位置との位相が一致し、適切なスキュー振れ止め制御を実現することができる。   Here, in order to drive the cylinder 50 by the skew control means 13 and the cylinder position control means 14 and perform the skew steadying operation, the skew angle ψ and the skew angular velocity (dψ / dt) that is the time differential value thereof are determined. It is desirable to construct a control means based on a proportional differential (PD) control system that determines the cylinder position. In this case, for the proportional differential control means that inputs the skew angle designed under the condition that there is no phase delay, the proportional gain and the phase of the output signal advance so that the cylinder actual position is delayed with respect to the cylinder position command. By correcting the differential gain, the phase of the position (displacement) command to be originally applied to the skew angle of the suspended load and the actual cylinder position coincide with each other, and appropriate skew steadying control can be realized.

特に、位相差αが存在しない場合にスキュー振れ止めを適切に実現するためには、スキュー角速度（ｄψ／ｄｔ）に比例するようにシリンダを駆動することが望ましい場合が多い。すなわち、与えるべきシリンダ位置は、制御ゲイン（比例ゲイン）Ｋを用いてＫ（ｄψ／ｄｔ）という形で表すことができる。この場合、Ｋ（ｄψ／ｄｔ）よりαだけ位相が進んだ信号、すなわち、スキュー制御手段１３が生成するシリンダ位置指令ｕは、スキュー振動角周波数をωとすると、数式２のように表される。
［数式２］
ｕ＝（Ｋｃｏｓα）（ｄψ／ｄｔ）−（Ｋｓｉｎα）（ωψ） In particular, it is often desirable to drive the cylinder so as to be proportional to the skew angular velocity (dψ / dt) in order to appropriately realize skew stabilization when there is no phase difference α. That is, the cylinder position to be given can be expressed in the form of K (dψ / dt) using the control gain (proportional gain) K. In this case, a signal whose phase is advanced by α from K (dψ / dt), that is, the cylinder position command u generated by the skew control means 13 is expressed as Equation 2 when the skew vibration angular frequency is ω. .
[Formula 2]
u = (Kcosα) (dψ / dt) − (Ksinα) (ωψ)

よって、図１のスキュー制御手段１３は、比例ゲインＫ、スキュー角ψ、位相差α、及びスキュー振動角周波数ωを用いて、数式２によりシリンダ位置指令ｕを求め、このシリンダ位置指令ｕをシリンダ位置制御手段１４に与えることにより、シリンダ位置指令に対するシリンダ実際位置ｂの位相差をなくした状態で適切なスキュー振れ止め制御を実現することができる。   Therefore, the skew control means 13 in FIG. 1 obtains the cylinder position command u by using the proportional gain K, the skew angle ψ, the phase difference α, and the skew vibration angular frequency ω, and the cylinder position command u. By providing the position control means 14, appropriate skew stabilization control can be realized in a state where the phase difference of the cylinder actual position b with respect to the cylinder position command is eliminated.

図４は、本実施形態と従来技術とを対比して示した吊り荷のスキュー角及びシリンダ変位のシミュレーション結果を示している。図４（ａ）は本実施形態による制御結果であり、図４（ｂ）は、従来技術によりシリンダ位置指令変化率の最大値が動作速度以下にとどまるように（シリンダ実際位置に位相遅れが生じない程度に）制御ゲインを設定した場合の制御結果である。
図４（ａ），（ｂ）を比較すると、本実施形態では、従来技術よりも速やかにスキュー振れ止めを実現できることがわかる。 FIG. 4 shows a simulation result of the skew angle of the suspended load and the cylinder displacement shown in comparison between the present embodiment and the prior art. FIG. 4A shows a control result according to the present embodiment, and FIG. 4B shows a phase delay in the actual cylinder position so that the maximum value of the change rate of the cylinder position command stays below the operating speed according to the prior art. This is the control result when the control gain is set.
Comparing FIGS. 4A and 4B, it can be seen that the present embodiment can realize skew stabilization more quickly than in the prior art.

本発明は、コンテナクレーン等における吊り荷のスキュー振れ止め制御に利用することができる。   The present invention can be used for skew steady control of a suspended load in a container crane or the like.

１０：位相差演算手段
１１：振幅演算手段
１２：乗算手段
１３：スキュー制御手段
１４：シリンダ位置制御手段
５０：スキューシリンダ
５１：連結機構
５２〜５５：巻き上げロープ 10: Phase difference calculation means 11: Amplitude calculation means 12: Multiplication means 13: Skew control means 14: Cylinder position control means 50: Skew cylinder 51: Connection mechanisms 52 to 55: Winding rope

Claims (3)

吊り荷を支持するロープの長さをスキューシリンダの動作によって調整することにより前記吊り荷を鉛直軸回りに旋回させ、前記吊り荷のスキュー角を制御してスキュー振れを減衰させるようにしたスキュー振れ止め制御装置において、
前記スキュー角を検出するスキュー角検出手段と、
前記スキューシリンダの実際の位置を検出するシリンダ実際位置検出手段と、
前記スキュー角検出手段により検出したスキュー角に基づいてシリンダ位置指令の振幅を演算する手段と、
前記スキューシリンダの速度相当値と、前記吊り荷のスキュー振動周期と、前記シリンダ位置指令の振幅とに基づいて、前記シリンダ位置指令とシリンダ実際位置との間に生じる位相差を予測演算し、位相差予測値として出力する位相差演算手段と、
前記位相差予測値と、前記スキュー角と、所定の制御ゲインとが入力され、前記シリンダ位置指令と前記シリンダ実際位置との位相差が存在しない場合に出力するべき理想位置指令に対して、前記位相差予測値だけ位相が進んだシリンダ位置指令を生成するスキュー制御手段と、
前記スキュー制御手段により生成されたシリンダ位置指令と前記シリンダ実際位置との差に基づいて、所定の速度以下で前記シリンダを駆動することにより前記スキューシリンダの位置を制御するシリンダ位置制御手段と、
を備えたことを特徴とする、吊り荷のスキュー振れ止め制御装置。 By adjusting the length of the rope that supports the suspended load by the operation of the skew cylinder, the suspended load is swung around the vertical axis, and the skew angle is controlled by controlling the skew angle of the suspended load so as to attenuate the skew deflection. In the stop control device,
Skew angle detecting means for detecting the skew angle;
Cylinder actual position detecting means for detecting the actual position of the skew cylinder;
Means for calculating the amplitude of the cylinder position command based on the skew angle detected by the skew angle detection means;
Based on the value corresponding to the speed of the skew cylinder, the skew vibration period of the suspended load, and the amplitude of the cylinder position command, the phase difference generated between the cylinder position command and the cylinder actual position is predicted and calculated. Phase difference calculation means for outputting as a phase difference prediction value;
For the ideal position command to be output when the phase difference prediction value, the skew angle, and a predetermined control gain are input and there is no phase difference between the cylinder position command and the cylinder actual position, Skew control means for generating a cylinder position command whose phase is advanced by a phase difference prediction value;
Cylinder position control means for controlling the position of the skew cylinder by driving the cylinder at a predetermined speed or less based on the difference between the cylinder position command generated by the skew control means and the actual cylinder position;
A suspended swing skew control device, comprising: 請求項１に記載したスキュー振れ止め制御装置において、
前記スキュー制御手段は、前記シリンダ実際位置の位相遅れがない条件で設計したスキュー角を入力として前記シリンダ位置制御手段に与えるシリンダ位置指令を演算する比例微分制御手段を備え、
前記比例微分制御手段における比例ゲイン及び微分ゲインを、前記位相差予測値だけ出力信号の位相が進むように設定することを特徴とする、吊り荷のスキュー振れ止め制御装置。 In the skew steadying control device according to claim 1,
The skew control means includes a proportional differential control means for calculating a cylinder position command to be given to the cylinder position control means with a skew angle designed under the condition that there is no phase delay of the cylinder actual position as an input,
An apparatus for controlling skew stabilization of a suspended load, wherein the proportional gain and the differential gain in the proportional differential control means are set so that the phase of the output signal advances by the phase difference predicted value. 請求項２に記載したスキュー振れ止め制御装置において、
前記比例微分制御手段は、スキュー角速度（ｄψ／ｄｔ）に対して目的とするシリンダ位置がＫ（ｄψ／ｄｔ）なる形で表される場合に、以下の数式によりシリンダ位置指令ｕを演算することを特徴とする、吊り荷のスキュー振れ止め制御装置。
ｕ＝（Ｋｃｏｓα）（ｄψ／ｄｔ）−（Ｋｓｉｎα）ωψ
（ただし、Ｋ：制御ゲインとしての比例ゲイン、α：位相差予測値、ψ：スキュー角、ω：スキュー振動角周波数） In the skew steadying control device according to claim 2,
The proportional differential control means calculates a cylinder position command u according to the following formula when the target cylinder position is expressed as K (dψ / dt) with respect to the skew angular velocity (dψ / dt). A skew steadying control device for a suspended load.
u = (Kcosα) (dψ / dt) − (Ksinα) ωψ
(Where K: proportional gain as control gain, α: phase difference prediction value, ψ: skew angle, ω: skew vibration angular frequency)
JP2016040567A 2016-03-03 2016-03-03 Skew steady rest control device for suspended loads Active JP6731141B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016040567A JP6731141B2 (en) 2016-03-03 2016-03-03 Skew steady rest control device for suspended loads
CN201710075409.3A CN107150951B (en) 2016-03-03 2017-02-13 The beat stop control of hanging object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016040567A JP6731141B2 (en) 2016-03-03 2016-03-03 Skew steady rest control device for suspended loads

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017154867A true JP2017154867A (en) 2017-09-07
JP6731141B2 JP6731141B2 (en) 2020-07-29

Family

ID=59792378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016040567A Active JP6731141B2 (en) 2016-03-03 2016-03-03 Skew steady rest control device for suspended loads

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6731141B2 (en)
CN (1) CN107150951B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112938756A (en) * 2021-01-29 2021-06-11 华中科技大学 Active control method and system for space shimmy of crane ship lifting system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108190744A (en) * 2017-12-29 2018-06-22 扬州海通电子科技有限公司 It is a kind of to eliminate the method waved during driving lifting weight

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5330959A (en) * 1976-09-03 1978-03-23 Ishikawajima Harima Heavy Ind Roll eccentric controlling of rolling mill
JPS61276004A (en) * 1985-05-31 1986-12-06 Iseki & Co Ltd Flow control device for hydraulic cylinder in automatic control device
JPS63283504A (en) * 1987-05-18 1988-11-21 Iseki & Co Ltd Inclination controlling apparatus for agricultural working machine
JPH04237613A (en) * 1991-01-17 1992-08-26 Nissan Motor Co Ltd Active suspension
JPH08156559A (en) * 1994-12-01 1996-06-18 Hitachi Constr Mach Co Ltd Hydraulic control device of suspension
JPH10265171A (en) * 1997-03-24 1998-10-06 Kawasaki Heavy Ind Ltd Bracing controller of suspended cargo

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1022474C (en) * 1991-02-04 1993-10-20 交通部水运科学研究所 Method and apparatus for preventing simple lifting tool of container from tilting
JP2948473B2 (en) * 1994-04-27 1999-09-13 三菱重工業株式会社 Sway control device for suspended load
JP3358768B2 (en) * 1995-04-26 2002-12-24 株式会社安川電機 Method and apparatus for controlling rope steady rest of crane etc.
CN105016208B (en) * 2015-07-24 2017-12-29 上海海事大学 A kind of two-electron atom bridge crane panning angle measuring devices and methods therefor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5330959A (en) * 1976-09-03 1978-03-23 Ishikawajima Harima Heavy Ind Roll eccentric controlling of rolling mill
JPS61276004A (en) * 1985-05-31 1986-12-06 Iseki & Co Ltd Flow control device for hydraulic cylinder in automatic control device
JPS63283504A (en) * 1987-05-18 1988-11-21 Iseki & Co Ltd Inclination controlling apparatus for agricultural working machine
JPH04237613A (en) * 1991-01-17 1992-08-26 Nissan Motor Co Ltd Active suspension
JPH08156559A (en) * 1994-12-01 1996-06-18 Hitachi Constr Mach Co Ltd Hydraulic control device of suspension
JPH10265171A (en) * 1997-03-24 1998-10-06 Kawasaki Heavy Ind Ltd Bracing controller of suspended cargo

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112938756A (en) * 2021-01-29 2021-06-11 华中科技大学 Active control method and system for space shimmy of crane ship lifting system

Also Published As

Publication number Publication date
JP6731141B2 (en) 2020-07-29
CN107150951B (en) 2018-09-25
CN107150951A (en) 2017-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6192559B2 (en) Crane equipment
US7638965B2 (en) Motor control apparatus
JP4840442B2 (en) Suspended load stabilization device
JP5825953B2 (en) Integrated upsampler and filtering for multi-speed controller of electromechanical flight actuation system
JP2017022942A5 (en)
JP2009303432A (en) Position controller using motor
JP2020087451A (en) Method and oscillating controller for stabilizing oscillations of oscillatory technical system
JP2017154867A (en) Skew swing stop control device of hanging load
JP5039365B2 (en) Crane skew rest device and crane
JP5127767B2 (en) Drive control device
JP6297013B2 (en) Anti-vibration device
JP5194660B2 (en) Crane steady rest control apparatus and crane steady rest control method
JP2014183678A (en) Motor drive unit
JP2015153232A (en) control device
JP7384025B2 (en) Control equipment and inverter equipment for suspended cranes
JP6226833B2 (en) Power converter
JP2005328607A (en) Motor controller
JP2019099367A (en) Operation control device of crane
JP6671238B2 (en) Moving body speed control method and apparatus
JP6204899B2 (en) Crossing direction steady rest control device
US11012012B2 (en) Synchronization control device
JP2010055470A (en) Machine controller
JP2010193610A (en) Current controller of solenoid valve
JP2018167962A (en) Transfer method of hoisted load and crane
JP4390049B2 (en) Servo control device and limit gain extraction method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190214

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200604

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200617

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6731141

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250