JP2862470B2 - ブームの制振装置 - Google Patents
ブームの制振装置Info
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- JP2862470B2 JP2862470B2 JP5281165A JP28116593A JP2862470B2 JP 2862470 B2 JP2862470 B2 JP 2862470B2 JP 5281165 A JP5281165 A JP 5281165A JP 28116593 A JP28116593 A JP 28116593A JP 2862470 B2 JP2862470 B2 JP 2862470B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- boom
- vibration
- equation
- tip
- damping device
- Prior art date
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばコンクリートポ
ンプ車のブームのように、根本が回転可能に支持され、
先端が拘束されていないために振動するブームの制振装
置に関するものである。
ンプ車のブームのように、根本が回転可能に支持され、
先端が拘束されていないために振動するブームの制振装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、根本が回転可能に支持され、先端
が拘束されていないために振動するブームでは、多くの
場合、ブーム先端の振動を抑制する制振装置を有してい
ないが、制振装置の従来例としては、図８に示すように
ダンパ等のパッシブ制御装置７２によりブーム７１の振
動を抑制するものがある。
が拘束されていないために振動するブームでは、多くの
場合、ブーム先端の振動を抑制する制振装置を有してい
ないが、制振装置の従来例としては、図８に示すように
ダンパ等のパッシブ制御装置７２によりブーム７１の振
動を抑制するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記図８に示すブーム
の制振装置では、ブーム７１の振動の減衰が悪くて、ブ
ーム７１の先端が振動するという問題があった。本発明
は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その目的と
する処は、ブームの先端の振動を抑制できるブームの制
振装置を提供しようとする点にある。
の制振装置では、ブーム７１の振動の減衰が悪くて、ブ
ーム７１の先端が振動するという問題があった。本発明
は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その目的と
する処は、ブームの先端の振動を抑制できるブームの制
振装置を提供しようとする点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、根本が回転可能に支持され、先端が拘
束されていないために振動するブームにおいて、ブーム
の先端に設けた加速度計と、ブームの根本に設けたアク
チュエータと、上記加速度計から入力した加速度値に基
づいて得られたブーム先端の振動抑制信号を上記アクチ
ュエータへ出力するブーム制振装置とを具え、該ブーム
制振装置が、前記ブームの制振対象の状態方程式を与え
る第１段階と、外乱及び仮想的な外乱を与えブームの入
出力に重みを接続して制御量を生成する第２段階と、前
記第１段階の状態方程式から一般化プラントの状態方程
式を作成する第３段階と、前記一般化プラントの状態方
程式から標準Ｈ∞ 問題に対する解法を用いてブーム制
振装置の状態方程式を求める第４段階とで構成されてい
ることを特徴とするものである。
めに、本発明は、根本が回転可能に支持され、先端が拘
束されていないために振動するブームにおいて、ブーム
の先端に設けた加速度計と、ブームの根本に設けたアク
チュエータと、上記加速度計から入力した加速度値に基
づいて得られたブーム先端の振動抑制信号を上記アクチ
ュエータへ出力するブーム制振装置とを具え、該ブーム
制振装置が、前記ブームの制振対象の状態方程式を与え
る第１段階と、外乱及び仮想的な外乱を与えブームの入
出力に重みを接続して制御量を生成する第２段階と、前
記第１段階の状態方程式から一般化プラントの状態方程
式を作成する第３段階と、前記一般化プラントの状態方
程式から標準Ｈ∞ 問題に対する解法を用いてブーム制
振装置の状態方程式を求める第４段階とで構成されてい
ることを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】本発明のブームの制振装置は前記のように構成
されており、ブームの先端が振動しているときに、ブー
ムの先端に設けた加速度計で得られた加速度値をブーム
制御装置へ入力し、ここで同加速度値に基づいて得られ
たブーム先端の振動抑制信号をアクチュエータへ送り、
アクチュエータを作動して、ブーム先端の振動を抑制す
る。
されており、ブームの先端が振動しているときに、ブー
ムの先端に設けた加速度計で得られた加速度値をブーム
制御装置へ入力し、ここで同加速度値に基づいて得られ
たブーム先端の振動抑制信号をアクチュエータへ送り、
アクチュエータを作動して、ブーム先端の振動を抑制す
る。
【０００６】
【実施例】次に本発明のブームの制振装置を図１、図２
に示す一実施例により説明すると、１がブーム支持部、
２がブームで、同ブーム２は、ブーム支持部１により根
本が回転可能に支持されて、先端が拘束されていない。
３がブーム２の先端に設けた加速度計、４がブーム支持
部１とブーム２との間に介装したアクチュエータ、５が
ブーム制振装置、６が外乱入力である。
に示す一実施例により説明すると、１がブーム支持部、
２がブームで、同ブーム２は、ブーム支持部１により根
本が回転可能に支持されて、先端が拘束されていない。
３がブーム２の先端に設けた加速度計、４がブーム支持
部１とブーム２との間に介装したアクチュエータ、５が
ブーム制振装置、６が外乱入力である。
【０００７】このブーム制振装置５は、Ｈ∞ 制御（４
ｂｌｏｃｋ、出力フィードバック）を用いて図７に示す
ブロック図の計算手順を実行するように設計されてい
る。先ず、第１段階では、下記に示す制御対象の状態方
程式を与える。
ｂｌｏｃｋ、出力フィードバック）を用いて図７に示す
ブロック図の計算手順を実行するように設計されてい
る。先ず、第１段階では、下記に示す制御対象の状態方
程式を与える。
【０００８】
【数１】 ここでの記号は、ξ: モード応答 Ｐ: シリンダ圧力〔ｋｇ／ｃｍ2 〕 Ｑ: 油圧シリンダ流量〔ｃｍ3 ／ｓ〕 ｄ: 外乱〔ｃｍ2 ／ｓ2 〕 ｕ: アクチュエータへの指令入力〔ｖ〕 ｙ: ブーム先端速度〔ｃｍ／ｓ〕 を示している。
【０００９】続く第２段階及び第３段階では、Ｈ∞ 制
御に適用するために図３のプラントの拡大系（一般化プ
ラント）３１を求める。図３において、Ｗ1 （３５）、
Ｗ2 （３４）は評価関数の重み、ｄは制御対象に入って
くる外乱、Ｃ（３２）、Ｐ（３３）はそれぞれコントロ
ーラ（ブーム制御装置）とプラント（ブーム）、Ｗd は
仮想外乱、ｕはコントローラ出力、Ｚ1、Ｚ2 は制御出
力、ｙ1 はプラントの出力を示している。まず、第２段
階では、外乱ｄ及び仮想的な外乱Ｗd を与え、プラント
（ブーム）の入出力に重みを接続して制御量を生成す
る。ここで評価関数の重みＷ 1 （３５）、Ｗ 2 （３４）
の実現（生成）を次のように表すと、
御に適用するために図３のプラントの拡大系（一般化プ
ラント）３１を求める。図３において、Ｗ1 （３５）、
Ｗ2 （３４）は評価関数の重み、ｄは制御対象に入って
くる外乱、Ｃ（３２）、Ｐ（３３）はそれぞれコントロ
ーラ（ブーム制御装置）とプラント（ブーム）、Ｗd は
仮想外乱、ｕはコントローラ出力、Ｚ1、Ｚ2 は制御出
力、ｙ1 はプラントの出力を示している。まず、第２段
階では、外乱ｄ及び仮想的な外乱Ｗd を与え、プラント
（ブーム）の入出力に重みを接続して制御量を生成す
る。ここで評価関数の重みＷ 1 （３５）、Ｗ 2 （３４）
の実現（生成）を次のように表すと、
【００１０】
【数２】 拡大系、すなわち一般化プラントの状態方程式は、上記
の制御対象の方程式（数１）から、次のように表される
（第３段階）。
の制御対象の方程式（数１）から、次のように表される
（第３段階）。
【００１１】
【数３】 ここでＢpd＝〔Ｂd ０〕である。以下に周波数重みＷ
1 、Ｗ2 を示し、図４に設計したコントローラの周波数
特性を示す。この周波数重みＷ 1 、Ｗ 2 は、上記（数
３）から標準Ｈ∞ 問題に対する解法を用いて求めたブ
ーム制振装置の状態方程式であり、下記のように表され
る。
1 、Ｗ2 を示し、図４に設計したコントローラの周波数
特性を示す。この周波数重みＷ 1 、Ｗ 2 は、上記（数
３）から標準Ｈ∞ 問題に対する解法を用いて求めたブ
ーム制振装置の状態方程式であり、下記のように表され
る。
【００１２】
【数４】
【００１３】
【発明の効果】本発明のブームの制振装置は図５に示す
ように外乱入力ｄからプラントの出力ｖ1 （ブーム先端
速度）までの開ループの１次振動モードのゲインに比べ
て、制御した場合の外乱入力ｄからプラント出力ｖ1
（ブーム先端速度）までの閉ループの１次振動モードの
ゲインを１０ｄＢ押さえることができ、このため、図６
に示すようにインパルス状外乱に対して制御をしない場
合に比べて、制御した方がブーム先端速度の振動の収束
を早くすることができて、ブームの先端の振動を抑制で
きる。
ように外乱入力ｄからプラントの出力ｖ1 （ブーム先端
速度）までの開ループの１次振動モードのゲインに比べ
て、制御した場合の外乱入力ｄからプラント出力ｖ1
（ブーム先端速度）までの閉ループの１次振動モードの
ゲインを１０ｄＢ押さえることができ、このため、図６
に示すようにインパルス状外乱に対して制御をしない場
合に比べて、制御した方がブーム先端速度の振動の収束
を早くすることができて、ブームの先端の振動を抑制で
きる。
【図１】 本発明のブームの制振装置の一実施例を示す
側面図である。
側面図である。
【図２】 同制振装置の系統図である。
【図３】 同制振装置の一般化プラントを示す説明図で
ある。
ある。
【図４】 同制振装置のブーム制御装置（コントロー
ラ）の周波数特性を示す説明図である。
ラ）の周波数特性を示す説明図である。
【図５】 同制振装置の外乱入力からブーム先端速度ま
での周波数特性を示す説明図である。
での周波数特性を示す説明図である。
【図６】 同制振装置のインパルス状外乱に対するブー
ム先端速度の時間応答を示す説明図である。
ム先端速度の時間応答を示す説明図である。
【図７】 同制振装置の計算手順を示すブロック図であ
る。
る。
【図８】 従来のブームの制振装置を示す側面図であ
る。
る。
１ ブーム支持部 ２ ブーム ３ 加速度計 ４ アクチュエータ ５ ブーム制振装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 昌明 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工業株式会社 長崎研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−219589（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B66C 23/00
Claims (1)
- 【請求項１】 根本が回転可能に支持され、先端が拘束
されていないために振動するブームにおいて、ブームの
先端に設けた加速度計と、ブームの根本に設けたアクチ
ュエータと、上記加速度計から入力した加速度値に基づ
いて得られたブーム先端の振動抑制信号を上記アクチュ
エータへ出力するブーム制振装置とを具え、該ブーム制
振装置が、前記ブームの制振対象の状態方程式を与える
第１段階と、外乱及び仮想的な外乱を与えブームの入出
力に重みを接続して制御量を生成する第２段階と、前記
第１段階の状態方程式から一般化プラント（制御対象の
拡大系）の状態方程式を作成する第３段階と、前記一般
化プラントの状態方程式から標準Ｈ∞ 問題に対する解
法を用いてブーム制振装置の状態方程式を求める第４段
階とで構成されていることを特徴とするブームの制振装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5281165A JP2862470B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | ブームの制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5281165A JP2862470B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | ブームの制振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07133094A JPH07133094A (ja) | 1995-05-23 |
| JP2862470B2 true JP2862470B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=17635260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5281165A Expired - Fee Related JP2862470B2 (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | ブームの制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2862470B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1932215B (zh) | 2006-09-30 | 2010-08-11 | 三一重工股份有限公司 | 用于抑制混凝土泵车臂架振动的方法及装置 |
| JP5234574B2 (ja) * | 2007-07-25 | 2013-07-10 | 株式会社モリタホールディングス | 高所作業車 |
| ITUD20080057A1 (it) | 2008-03-17 | 2009-09-18 | Cifa Spa | Procedimento di controllo delle vibrazioni di un braccio articolato per il pompaggio di calcestruzzo, e relativo dispositivo |
| US8505184B2 (en) | 2009-03-13 | 2013-08-13 | Cifa Spa | Method to make an arm for the distribution of concrete, and arm thus made |
| CN103629190B (zh) * | 2013-11-29 | 2016-06-01 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 一种平衡阀不匹配导致负载抖动的测量方法及装置 |
-
1993
- 1993-11-10 JP JP5281165A patent/JP2862470B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07133094A (ja) | 1995-05-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980922 |
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