JP2930493B2 - クレーンの振れ止め制御方法 - Google Patents
クレーンの振れ止め制御方法Info
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Description
御方法に関する。
は、従来はロープ長によって定まる吊り荷の振れの固有
振動から決まる振れ周期に応じてトロリーの加速時,減
速時に、加速あるいは減速終了時に振れがなくなるよう
なトロリー速度パターンを与えて制御している。この方
式では、初期振れがない場合は、図4に示す速度制御パ
ターンPにより制御されるのであるが、もし図5に示す
ような初期振れQがあったり、走行途中に何らかの外乱
Rが入力され振れが生じたりした場合には、同図のよう
にトロリーが停止しても残留振れSが残ることになり、
荷役の妨げになって荷役効率が低下する。
プレッダークレーンの振れ制御方式では初期振れがあっ
たり、走行の途中に外乱があったりすると、吊り荷の振
れ状態がフィードバックされないので、あらかじめ与え
られたトロリー速度パターンで制御された場合、図5に
示したように、この外乱による振れが残留してしまう。
たもので、初期振れや、外乱にもかかわらず、それによ
って生ずる振れも最終的には振れ止めすることができる
とともに、スプレッダー及びトロリーも正しく目標位置
に位置決めすることが可能な高荷役効率のクレーンの振
れ止め制御方法を提供することを目的とする。
荷の目標位置x0 への到達速度パターンが与えられたと
き、トロリーの現在位置xと同吊荷の現在位置x′と、
トロリー速度vx と同吊り荷の速度vx ′とを検出し、
距離x−x0 ,x′−x0 ,速度vx ,vx ′にそれぞ
れ乗ずる定数係数a,b,c,dの複数組から適当な組
を選択し、その定数係数を乗じて加算した加速度uの1
次式 a(x−x0 )+b(x′−x0 )+c・vx +d・v
x ′=u を求め、加速度uを積分して得られる速度を操作信号と
して、トロリー速度を制御することを特徴とする。
る。すなわち図2に示すように、トロリー位置x,トロ
リー速度vx ,スプレッダー位置x′,スプレッダー速
度vx ′をそれぞれ検出し、さらにスプレッダー,トロ
リーの目標位置x0 とからトロリー加速度uを複数の定
数係数の組から適当に選んだ定数a,b,c,dとか
ら、 u=a(x−x0 )+b(x′−x0 )+c・vx +d
・vx ′ のように求め、さらにこの加速度指令値uを積分して速
度指令値vを求めトロリー駆動部Aへの指令速度として
フィードバックしてトロリー速度を制御する。その際、
x−x0 ,x′−x0 ,vx ,vx ′,uの各値は限り
なく0に収れんしてゆくようにできる。本発明方法で
は、4定数係数a,b,c,dを1組とした複数組の定
数係数群(図3)をあらかじめ準備しておき、各フィー
ドバック速度に応じて適当な1組の取り出しトロリー加
速度uを計算する。複数組の4定数係数群を用意するの
は、1組だけでは、例えば、吊り荷の振れ巾の差異等に
より制御できない場合があるので、状況に応じて乗算す
る定数係数の組を切り替えることによって全域で制御可
能にするためである。
と、図1は本発明を適用して荷役を行うコンテナークレ
ーンを示す全体側面図及びそのトロリーの制御要領を示
すブロック図、図2は図1(B)におけるトロリーの速
度制御の考え方を示すブロック図、図3は状態空間の分
割と定数係数の組の対応関係を示す図である。
ンHのトロリーBをガーダーIに沿って移動するトロリ
ー駆動部、CはトロリーBにより懸吊された荷役対象コ
ンテナーKの荷役を行うスプレッダー、DはトロリーB
の位置検出装置、Eは演算装置、Fはトロリー速度制御
装置、Gは目標位置指令装置、Lは岸壁上のトラックシ
ャーシ、Jはコンテナー船である。
行う場合、トロリーB及びスプレッダーCが船舶J上の
コンテナーKを掴みにゆくに当たって、コンテナーKの
トロリー横行方向の位置xk をトロリーB及びスプレッ
ダーCの目標位置x0 として目標位置指令装置Gから与
えられる。そのときトロリーBのスタート位置x1 ,ス
プレッダーCのスタート位置x2 ′,トロリーの速度v
x =0,スプレッダーの速度vx ′はそれぞれその初期
状態における値である。ここでは、スタート時点である
から、トロリーBの速度vx は0であるがスプレッダー
は何らかの外乱のために必ずしも0とは限らず、よって
スプレッダーの位置x2 ′は必ずしもx1 と同一とは限
らない。このような状態で、まず時刻t=0において、
演算装置Eによって加速度uが計算される。 u(t=0)=ai (x1 −x0 )+bi (x2 ′−x
0 )+ci ・0+di・vx ′そして、速度指令値vが
計算される。その際の4定数係数a,b,c,dは、図
3に示すように、あらかじめ適当に選択し用意した定数
係数群(ai ,bi ,ci ,di )(i=1〜n)の中
から、上記(x,vx ,x′,vx ′)が属する前記部
分空間に対応する定数係数の組a,b,c,dを取り出
すのである。さらに、この加速度指令値uを積分して速
度指令値vを v=∫udt のようにして求め、トロリー駆動部Aへの指令速度とし
てトロリーBを制御する。このとき、 x−x0 ,x′−x0 ,vx ,vx ′,u の各値が限りなく0に収れんしてゆくようにできる。こ
のような状態で、まず時刻t=0において、演算装置E
によって前記したような、加速度uが計算される。 u(t=0)=ai (x1 −x0 )+bi (x2 ′−x
0 )+ci ・0+di・vx ′ここで、(ai ,bi ,
ci ,di )は(x1 ,x2 ′,0,vx ′)が1番目
の部分空間に属している故1番目の組の定数係数が使わ
れる。前記のuから速度指令値vが計算される。 v(t=0)=v(t=−1)+u0 Δt ここで、v(t=−1)=0,Δtは離散化の時間刻み
である。以後vの計算は次のようになる。 v(t=i・Δt)=v(t=(i−1)Δt+u(t
=i・Δt)・Δt このように計算されたvをもって、トロリーBは刻刻速
度制御されたスタート位置x1 からx0 に移動する。そ
の際、同時にスプレッダーの位置もスタート位置x2 ′
からx0 に移動する。これによって同時に振れも除去さ
れていることになり、上記コンテナーK上にスプレッダ
ーCを着床させ、上記コンテナーKをピックアップす
る。
Kを積載するために、トラックシャーシに対するトロリ
ー横行方向位置xc を改めてトロリーBとスプレッダー
Cの目標位置x0 として海方向の場合と全く同じように
制御することにより、トラックシャーシ上でトロリーB
及びスプレッダーCがともに位置決め制御され、同時に
振れ止め制御もされ、トラックシャーシL上に上記コン
テナーKを巻き降ろし積載する。ここで、説明の便宜
上、ロープ長の変化に言及していないが、ロープ長が一
定であろうと巻き横行同時運転であろうと差し支えな
く、本発明は成立する。また、前記状態空間の分割法と
して、有効かつ簡単な分割例は次の通りである。まず、
vx ,vx ′,x,x′があるそれぞれの閾値Δx,Δ
xx ′,Δvに対して |x|≦Δx |x−x′|≦Δxx ′ |vx −vx ′|≦Δv をすべて満足する空間を第1空間、それ以外を第2空間
として、2つの部分領域に分ける。そして、2つの定数
係数群(a,b,c,d),(a2 ,b2 ,c2,d
2 )を用意する。このようにして全体として大変スムー
ズな制御をすることが可能となる。
ーの速度,スプレッダーの位置,スプレッダーの速度,
目標位置を刻々フィードバックすることにより、スプレ
ッダーの揺れが初期振れとして存在し、走行中の外乱と
して発生したりしても、最終的には振れをなくしつつ目
標位置にトロリー,スプレッダーともに位置決めを可能
とする外乱に強いトロリーの駆動制御ができる。
置x0 への到達速度パターンが与えられたとき、トロリ
ーの現在位置xと同吊り荷の現在位置x′と、トロリー
速度vx と同吊り荷の速度vx ′とを検出し、距離x−
x0 ,x′−x0 ,速度vx,vx ′にそれぞれ乗ずる
定数係数a,b,c,dの複数組から適当な組を選択
し、その定数係数を乗じて加算した加速度uの1次式 a(x−x0 )+b(x′−x0 )+c・vx +d・v
x ′=u を求め、加速度uを積分して得られる速度を操作信号と
して、トロリー速度を制御することにより、初期振れ
や、外乱にもかかわらず、それによって生ずる振れも最
終的には振れ止めすることができるとともに、スプレッ
ダー及びトロリーも正しく目標位置に位置決めすること
が可能な高荷役効率のクレーンの振れ止め制御方法を得
るから、本発明は産業上極めて有益なものである。
例を示すもので、同図(A)はその全体側面図、同図
(B)はそのトロリーの制御要領を示すブロック図であ
る。
方を示すブロック図である。
す図である。
ーン及び初期振れ,外乱のない場合のスプレッダーの振
れを示す線図である。
プレッダーの振れを示す線図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 吊り荷の目標位置x0 への到達速度パタ
ーンが与えられたとき、トロリーの現在位置xと同吊り
荷の現在位置x′と、トロリー速度vx と同吊り荷の速
度vx ′とを検出し、距離x−x0 ,x′−x0 ,速度
vx ,vx ′にそれぞれ乗ずる定数係数a,b,c,d
の複数組から適当な組を選択し、その定数係数を乗じて
加算した加速度uの1次式 a(x−x0 )+b(x′−x0 )+c・vx +d・v
x ′=u を求め、加速度uを積分して得られる速度を操作信号と
して、トロリー速度を制御することを特徴とするクレー
ンの振れ止め制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2368193A JP2930493B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | クレーンの振れ止め制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2368193A JP2930493B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | クレーンの振れ止め制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06211487A JPH06211487A (ja) | 1994-08-02 |
JP2930493B2 true JP2930493B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=12117209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2368193A Expired - Fee Related JP2930493B2 (ja) | 1993-01-19 | 1993-01-19 | クレーンの振れ止め制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2930493B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102583155A (zh) * | 2012-03-09 | 2012-07-18 | 上海港吉电气有限公司 | 一种时间最优的抓斗运行方法 |
-
1993
- 1993-01-19 JP JP2368193A patent/JP2930493B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102583155A (zh) * | 2012-03-09 | 2012-07-18 | 上海港吉电气有限公司 | 一种时间最优的抓斗运行方法 |
CN102583155B (zh) * | 2012-03-09 | 2014-05-28 | 上海港吉电气有限公司 | 一种时间最优的抓斗运行方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06211487A (ja) | 1994-08-02 |
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