JP5933915B2 - クレーンのホイストケーブルによって運ばれる負荷の負荷質量を決定するためのシステム - Google Patents
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Description
ホイスティンギヤ列のための動力学的モデルが、以下のセクションで導かれる。図1は、港の移動式クレーン(LHM)の全構造を示している。質量mlの負荷は、負荷吊り下げ手段を用いてクレーンによって上げられ、全長lsのケーブルを介してホイストウインチに連結されている。ケーブルは、負荷吊り下げ手段から、ブーム先端及びタワーにおける各ディフレクションプーリによって曲げられている。ここで、ケーブルはブーム先端からホイストウインチへ直接曲げられているのではなく、ブーム先端からタワーへ向かい、ブーム先端へ戻り、そこからタワーを介してホイストウインチへ曲げられていることに留意しなければならない(図1参照)。こうして、ケーブルの全長は、以下のようになる。
3.オブザーバ設計
EKFに基づくオブザーバは、このセクションで設計される。ここで、個々のパラメータの値の範囲は大きく異なることに留意しなければならない。通常、ケーブル長さls及び負荷位置zは、100mから200mの間であり、ケーブル速度ls'及び負荷速度z'は、0m/sから2m/sの間であり、負荷質量は、0kgから150×103kgの間である。それに加えて、2つのパラメータEs及びAsは、とても異なる値の範囲を有する。これらの値の範囲、オブザーバのオンライン式の推定において、数値的な問題を引き起こし得る。これらの数値的な問題を回避するために、オブザーバ設計のための新しいパラメータを導入する。
Claims (15)
- クレーンのホイストケーブルによって運ばれる負荷の負荷質量を決定するためのシステムであって、
ホイストケーブルにおけるケーブル力を測定するための測定装置と、
前記ケーブル力に基づいて前記負荷質量を決定するための演算ユニットとを備え、
前記演算ユニットは、補正ユニットと負荷質量オブザーバとを有し、前記ケーブル力を用いて前記負荷質量を間接的に決定することの影響を動力学的モデルにおいて求めて、前記負荷質量を計算し、該影響を少なくとも部分的に補正することを特徴とするシステム。 - 請求項1のシステムにおいて、
前記補正ユニットは、前記クレーンの位置及び/若しくは移動についてのデータに基づいて、特に、ホイスティングギヤの位置及び/若しくは移動についてのデータ、並びに/又は、ブーム及び/若しくはタワーの位置及び/若しくは移動についてのデータに基づいて機能するシステム。 - 請求項1又は2のシステムにおいて、
前記クレーンは、該クレーンの前記ホイストケーブルによって運ばれる負荷を上げ下げするためのホイスティングギヤを有し、
前記ホイストケーブルは、前記クレーンの少なくとも1つのディフレクションプーリを用いて、前記測定装置から前記負荷まで導かれているか又は、前記ホイストケーブルにおけるケーブル力を測定するための前記測定装置は、ディフレクションプーリ若しくはホイスティングギヤに配置されており、
前記補正ユニットは、結果となる負荷質量への前記測定装置の配置の影響を少なくとも部分的に補正するシステム。 - 請求項3のシステムにおいて、
前記補正ユニットは、前記負荷質量の計算において前記ホイストケーブルの重量、特に前記負荷が上げ下げされるときの前記ケーブルの長さの変化の影響を考慮に入れるケーブル質量補正部を有し、
前記ホイスティングギヤは、ウインチを有し、
前記ウインチの回転角度及び/又は回転速度は、前記ケーブル質量補正部の入力パラメータとして用いられるシステム。 - 請求項4のシステムにおいて、
前記ケーブル質量補正部は、前記ウインチに巻き付けられた前記ホイストケーブルの重量を考慮に入れるシステム。 - 請求項4又は5の何れか1つのシステムにおいて、
前記ケーブル質量補正部は、前記クレーン構造の移動によって生じる、前記ホイストケーブルの各部分の長さ及び/又は配置の変化を考慮に入れるシステム。 - 請求項3〜6の何れか1つのシステムにおいて、
前記補正ユニットは、1つ又は複数の前記ディフレクションプーリ回りでの前記ホイストケーブルの曲げによって生じる摩擦の影響を考慮に入れるディフレクションプーリ補正部を有するシステム。 - 請求項7のシステムにおいて、
前記ディフレクションプーリ補正部は、前記ディフレクションプーリの回転方向及び/又は回転速度を考慮に入れ、
前記ディフレクションプーリ補正部は、前記クレーン構造の移動及び/又は前記ホイスティングギヤの移動によって生じる前記ディフレクションプーリの回転の方向及び/又は回転の速度を計算するシステム。 - 請求項7又は8のシステムにおいて、
前記ディフレクションプーリ補正部は、前記測定されたケーブル力に依存して、特に前記測定されたケーブル力の線形関数に基づいて、摩擦の影響を計算するシステム。 - 請求項1〜9の何れか1つのシステムにおいて、
前記補正ユニットは、前記負荷質量の決定において、前記ケーブル力への該負荷質量及び/又はホイスティングギヤの加速の影響を考慮に入れるシステム。 - 請求項10のシステムにおいて、
前記演算ユニットは、前記負荷質量の決定において、前記ホイストケーブルの弾性のために生じる振動力学を考慮に入れるシステム。 - 請求項10又は11のシステムにおいて、
前記演算ユニットは、前記ケーブル及び負荷のバネモデルに基づく負荷質量オブザーバを有するシステム。 - ホイストケーブルによって運ばれる負荷の負荷質量を決定するための請求項1〜12の何れか1つのシステムを備えたクレーン。
- ホイストケーブルによって運ばれる負荷の負荷質量を決定するための方法であって、
前記ホイストケーブルにおけるケーブル力を計測するステップと、
前記ケーブル力に基づいて負荷質量を演算するステップとを含み、
前記ケーブル力を用いて前記負荷質量を間接的に決定することの影響が動力学的モデルにおいて求められて、前記負荷質量が計算され、該影響が部分的に補正される方法。 - 請求項14の方法において、
前記負荷質量の決定は、請求項1〜12の何れか1つのシステムを用いて実施される方法。
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