JPH05319780A - Bracing control device for crane - Google Patents
Bracing control device for craneInfo
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- JPH05319780A JPH05319780A JP15606092A JP15606092A JPH05319780A JP H05319780 A JPH05319780 A JP H05319780A JP 15606092 A JP15606092 A JP 15606092A JP 15606092 A JP15606092 A JP 15606092A JP H05319780 A JPH05319780 A JP H05319780A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、港湾、各種工場等にお
ける荷役作業に用いられるクレーンの振れ止め制御装置
に関し、詳しくは、自動運転されるクレーン台車の速度
を目標速度に追従させながら吊り荷の振れ止めを行なう
ように制御する制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steady rest control device for a crane used for cargo handling work in a harbor, various factories and the like, and more particularly, to a suspended load while making the speed of an automatically operated crane truck follow a target speed. The present invention relates to a control device that controls to perform steady rest.
【0002】[0002]
【従来の技術】図13は制御対象であるクレーンのモデ
ルを示しており、このクレーン1は、水平方向に移動す
るクレーン台車(トロリー)1aと、この台車1aから
巻下がって上下可能な巻上ワイヤロープ2とにより吊り
荷3を移動させて荷役を行うものである。なお、図にお
いて、Qは出発位置、Rは目標位置、Xmは出発位置Q
から目標位置Rまでの距離である目標位置値、Xcは出
発位置Qから現在位置までの距離検出値である自位置検
出値,Xは運転残距離、Lは巻上ワイヤロープ長、θは
吊り荷3の振れ角,θ′は振れ角速度を示す。2. Description of the Related Art FIG. 13 shows a model of a crane to be controlled. The crane 1 includes a horizontally movable crane truck (trolley) 1a and a hoist capable of hoisting down from the truck 1a. The load 3 is moved by the wire rope 2 to perform cargo handling. In the figure, Q is the starting position, R is the target position, and Xm is the starting position Q.
To a target position R, a target position value Xc is a position detection value that is a distance detection value from the starting position Q to the current position, X is a remaining driving distance, L is a hoisting wire rope length, and θ is The swing angle of the suspended load 3 and θ ′ represent the swing angular velocity.
【0003】この種のクレーン1の運転制御において
は、(1)台車1aを自位置から短時間で目標位置Rに
移動させ、位置決めすることのほか、(2)台車1aが
目標位置Rに達した際に吊り荷3の振れが止まるように
制御すること、が強く望まれている。このため、従来で
は、例えば図14に示すような台車1aがとるべき速度
パターンにおいて、高速走行時に、図中、Wで示すよう
に現在速度に対して所定の振れ止め加速度を加えること
により、吊り荷3の振れ止めを行なっている。なお、図
においてVMは最大速度(目標速度)を示している。In the operation control of the crane 1 of this type, (1) the carriage 1a is moved from its own position to the target position R in a short time and positioned, and (2) the carriage 1a reaches the target position R. It is strongly desired to control the swinging load 3 so that the swinging load 3 stops when the load is applied. For this reason, in the past, for example, in a speed pattern to be taken by the trolley 1a as shown in FIG. 14, during high-speed traveling, a predetermined steady rest acceleration is added to the current speed as shown by W in the drawing to suspend the vehicle. The load 3 is steady. In the figure, V M indicates the maximum speed (target speed).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記制
御方法によると、振れ止め加速度を加えることに起因し
て、振れ止めが終了した時点における台車1aの速度が
振れ止めを行なう以前の速度から外れてしまう不都合が
あり、この速度のずれは振れの状態によって異なるとい
う問題がある。このため、振れ止めが終了した後の高速
走行時の台車速度が、目標とする速度より速すぎたり、
あるいは遅すぎる等の弊害が起きてしまう。速度が速す
ぎる場合には予め設定した上限値により制限することが
できるが、逆に遅すぎる場合にはクレーン1ないし吊り
荷3の移動に多くの時間がかかってしまい、作業効率が
悪くなるという問題があった。However, according to the above control method, the speed of the trolley 1a at the time when the steady rest ends is deviated from the speed before the steady rest due to the addition of the steady rest acceleration. However, there is a problem in that the speed deviation varies depending on the shake state. For this reason, the trolley speed during high-speed traveling after the steady rest is too fast or faster than the target speed,
Otherwise, it will be too late. If the speed is too fast, it can be limited by a preset upper limit value, but on the contrary, if it is too slow, it takes a lot of time to move the crane 1 or the suspended load 3, resulting in poor work efficiency. There was a problem.
【0005】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、高速走行時にお
ける吊り荷の振れを除去すると共に、目標速度への到達
を可能にしたアクティブなクレーン振れ止め制御装置を
提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to eliminate the vibration of the suspended load during high-speed traveling and to achieve the target speed. It is to provide a crane steady rest control device.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明は、クレーン台車の自位置検出値、速度
検出値、クレーン台車から巻下がった巻上ワイヤロープ
の振れ角、振れ角速度及び長さの計測値に基づき、出発
位置から目標位置に至るまでの速度パターンである加速
パターン、高速振れ止めパターン、減速パターンに応じ
た複数の速度指令値を演算し、これらの速度指令値に従
ってクレーン台車の速度を制御することにより吊り荷の
振れ止めを行なう制御装置において、前記振れ角、振れ
角速度の計測値、巻上ワイヤロープ長に基づき、高速振
れ止めパターンにおける振れ止め加減速調整量を演算す
る振れ止め加減速調整量演算器と、吊り荷の最大許容振
れ角に基づき設定された減速度を、目標速度と現在の設
定速度との偏差の正負に応じて前記振れ止め加減速調整
量に加減算し、その結果に演算周期を乗じたものを現在
の設定速度または速度検出値に加算して高速振れ止めパ
ターンにおける速度指令値を演算する高速振れ止め速度
指令値演算器とを備えたものである。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to detect a self-position detection value and a speed detection value of a crane truck, a swing angle and a swing angular velocity of a hoisting wire rope unwound from the crane truck. Based on the measured value of the length and the length, calculate a plurality of speed command values according to the acceleration pattern, the high-speed steady pattern, and the deceleration pattern, which are the speed patterns from the starting position to the target position, and according to these speed command values. In a control device for steadying a suspended load by controlling the speed of a crane truck, based on the swing angle, the measured value of the swing angular velocity, and the hoisting wire rope length, the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount in a high-speed steady rest pattern is set. The steady-state acceleration / deceleration adjustment amount calculator for calculation and the deceleration set based on the maximum allowable swing angle of the suspended load are used to determine the deviation between the target speed and the current set speed. High-speed steady that calculates the speed command value in the high-speed steady pattern by adding or subtracting the steady-state acceleration / deceleration adjustment amount according to the above and multiplying the result by the calculation cycle to the current set speed or speed detection value And a speed command value calculator.
【0007】第2の発明は、上記第1の発明が前提とす
る制御装置において、吊り荷の振れ角、振れ角速度の計
測値、巻上ワイヤロープ長に基づき、ファジィ推論によ
り高速振れ止めパターンにおけるファジィ振れ止め加減
速調整量を演算するファジィ振れ止め加減速調整量演算
器と、吊り荷の最大許容振れ角に基づき設定された減速
度を、目標速度と現在の設定速度との偏差の正負に応じ
て前記加速度ファジィ振れ止め加減速調整量に対し加減
算し、その結果に演算周期を乗じたものを現在の設定速
度または速度検出値に加算して高速振れ止めパターンに
おける速度指令値を演算する高速振れ止め速度指令値演
算器とを備えたものである。According to a second aspect of the present invention, in the control device premised on the first aspect of the present invention, in a high-speed steady-state pattern by fuzzy reasoning based on the swing angle of the suspended load, the measured value of the swing angular velocity, and the hoisting wire rope length. The fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount calculator that calculates the fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount, and the deceleration set based on the maximum allowable runout angle of the suspended load are set to the positive / negative of the deviation between the target speed and the current set speed. Accordingly, the acceleration / fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount is added / subtracted, and the product of the result and the calculation cycle is added to the current set speed or speed detection value to calculate the speed command value in the high-speed steady pattern. And a steady rest speed command value calculator.
【0008】[0008]
【作用】第1の発明では、目標速度と現在の設定速度と
の偏差の正負に応じて減速度により振れ止め加減速調整
量を補正し、この加減速調整量を現在の設定速度または
速度検出値に付加することにより、高速振れ止めパター
ンにおける速度指令値を算出する。これにより、台車速
度が目標速度よりも小さいときには速度を増加させるよ
うに、また、台車速度が目標速度よりも大きいときには
速度を減少させるような速度指令値が生成される。この
ため、吊り荷の振れ止めを行ないながら目標速度に到達
させることができる。第2の発明では、上記加減速調整
量をファジィ推論により加速度ファジィ振れ止め加減速
調整量として算出する。According to the first aspect of the invention, the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount is corrected by deceleration according to the positive / negative of the deviation between the target speed and the current set speed, and this acceleration / deceleration adjustment amount is detected as the current set speed or speed detection. The speed command value in the high-speed steady rest pattern is calculated by adding the value to the value. Thus, a speed command value is generated to increase the speed when the vehicle speed is lower than the target speed, and to decrease the speed when the vehicle speed is higher than the target speed. For this reason, it is possible to reach the target speed while steadying the suspended load. In the second invention, the acceleration / deceleration adjustment amount is calculated as an acceleration fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount by fuzzy inference.
【0009】[0009]
【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明す
る。まず、図1は、第1の発明の実施例を示すブロック
図であり、この実施例の制御装置は、運転残距離演算器
10、振れ周期演算器20、速度パターン発生器30、
振れ止め加減速調整量演算器40、高速振れ止め速度指
令値演算器50、速度パターン切り替え演算器60、コ
ントローラ70、及び、吊り荷3の振れ角θを検出する
振れ角測定器80から構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the first invention, and a control device of this embodiment includes a remaining running distance calculator 10, a shake cycle calculator 20, a speed pattern generator 30,
Consists of a steady rest acceleration / deceleration adjustment amount calculator 40, a high speed steady rest speed command value calculator 50, a speed pattern switching calculator 60, a controller 70, and a shake angle measuring device 80 for detecting the shake angle θ of the suspended load 3. ing.
【0010】以下、各構成要素の機能につき詳述する。
運転残距離演算器10は、台車1aの自位置検出値Xc
及び目標位置値Xmから運転残距離Xを算出し、また、
振れ周期演算器20は、巻上ワイヤロープ長L及び重力
加速度g(=9.8〔m/s2〕)から、吊り荷3の振れ
周期TをT=2π√(L/g)なる演算により算出す
る。速度パターン発生器30は、クレーン運転開始時
に、自位置検出値Xc、目標位置値Xm及び振れ周期Tか
ら、図2に想像線で示すような基本の速度パターンPを
決定すると共に、加速パターンにおける加速パターン速
度指令値Vα(言い換えれば加速度α)及び減速パター
ンにおける減速パターン速度指令値Vβ(言い換えれば
減速度β)を前記振れ周期T等を考慮して決定する。The function of each component will be described in detail below.
The remaining driving distance calculator 10 determines the own position detection value X c of the carriage 1a.
And the remaining driving distance X is calculated from the target position value X m , and
The shake cycle calculator 20 calculates the shake cycle T of the suspended load 3 from the hoisting wire rope length L and the gravitational acceleration g (= 9.8 [m / s 2 ]) to T = 2π√ (L / g). Calculate by At the start of crane operation, the speed pattern generator 30 determines a basic speed pattern P as shown by an imaginary line in FIG. 2 from the detected position value X c , the target position value X m, and the shake cycle T, and accelerates the same. An acceleration pattern speed command value V α (in other words, acceleration α) and a deceleration pattern speed command value V β (in other words, deceleration β) in the pattern are determined in consideration of the shake cycle T and the like.
【0011】振れ止め加減速調整量演算器40は、振れ
角測定器80により検出した吊り荷3の振れ角θ、振れ
角速度θ′及び巻上げワイヤロープ長Lから、図2の目
標速度追従形高速振れ止めパターンにおける振れ止め加
減速調整量Uを算出する。高速振れ止め速度指令値演算
器50は、現在の設定速度Vまたは現在の速度検出値V
0、振れ止め加減速調整量U、演算周期Δt及び後述す
るルートパターン減速度β√から、高速振れ止めパター
ン運転における高速振れ止めパターン速度指令値VHを
算出する。なお、この演算器50には高速振れ止めパタ
ーンにおける目標速度VMが入力されている。The steady-state acceleration / deceleration adjustment amount calculator 40 calculates the target speed following type high speed shown in FIG. 2 from the shake angle θ of the load 3 detected by the shake angle measuring device 80, the shake angular velocity θ ′ and the winding wire rope length L. A steady rest acceleration / deceleration adjustment amount U in the steady rest pattern is calculated. The high-speed steady rest speed command value calculator 50 calculates the current set speed V or the current speed detection value V.
From 0 , the steady-state acceleration / deceleration adjustment amount U, the calculation cycle Δt, and the route pattern deceleration β√ described later, the high-speed steady-state pattern speed command value V H in the high-speed steady-state pattern operation is calculated. The target speed V M in the high-speed steady pattern is input to the calculator 50.
【0012】速度パターン切り替え演算器60は、速度
検出値V0、加速パターン速度指令値Vα、減速パター
ン速度指令値Vβ、運転残距離X、振れ周期T、高速振
れ止めパターン速度指令値VH及び目標速度VMを入力と
し、制御パターンに従って台車1aの設定速度Vを
Vα,VH,Vβに順次切り替えて出力すると共に、前
述したルートパターン減速度β√を演算器50に出力す
る。コントローラ70は、台車1aを設定速度Vで駆動
するように駆動指令を出力し、また、台車1aの速度検
出値V0、自位置検出値Xc、巻上げロープ長Lを計測し
て出力する。The speed pattern switching calculator 60 detects the speed detection value V 0 , the acceleration pattern speed command value V α , the deceleration pattern speed command value V β , the remaining driving distance X, the shake cycle T, and the high-speed steady pattern speed command value V. as input H and the target speed V M, the set speed V of the carriage 1a V alpha in accordance with the control pattern, thereby sequentially switch and output the V H, V beta, outputs a route pattern deceleration β√ described above to the calculator 50 To do. The controller 70 outputs a drive command to drive the carriage 1a at the set speed V, and also measures and outputs the speed detection value V 0 , the own position detection value X c , and the hoisting rope length L of the carriage 1a.
【0013】ここで、この種のクレーン1の運転におい
て、吊り荷3の振れが発生する原因としては次のものが
考えられる。 (1)吊り荷3の地切り時において、巻上ワイヤロープ
2が垂直になっていない状態で地切ると初期振れが発生
する。 (2)吊り荷3が突風等の外乱を受けると振れが発生す
る。 (3)吊り荷3を吊る吊り具への巻上ワイヤロープ2の
掛け方は4,6,…掛けと複雑になっており、吊り荷3
の振れ方は理想的な単振り子の振り方と異なっている。 このため、吊り荷3の振れ周期は一般に理論値と一致し
ておらず、補正を加えれば理論値に近づけることは可能
であるが、誤差は残ってしまい、振れ周期で加速した場
合に前記誤差に相当する振れが発生する。Here, the following causes are considered to cause the swing of the suspended load 3 in the operation of the crane 1 of this type. (1) At the time of ground cutting of the suspended load 3, if the hoisting wire rope 2 is not vertical, the ground runout will cause an initial runout. (2) When the suspended load 3 receives a disturbance such as a gust of wind, shake occurs. (3) The method of hanging the hoisting wire rope 2 on the hanging device for hanging the hanging load 3 is complicated as 4, 6, ...
The swinging method is different from the ideal swinging method of a simple pendulum. For this reason, the swing cycle of the suspended load 3 generally does not match the theoretical value, and it is possible to bring it closer to the theoretical value if a correction is added, but an error remains and the above error occurs when acceleration is performed in the shake cycle. A shake corresponding to is generated.
【0014】本発明では、上記種々の原因による振れが
発生したとしても、以下に説明する図2の速度パターン
に従ってクレーン1を運転することで、吊り荷3の振れ
止めを行ないつつ目標速度VMに到達させることができ
る。すなわち、目標速度追従形の振れ止めを行なうこと
ができるものである。図2の速度パターンにおける速度
指令値Vα,VH,Vβのうち、前述のごとくVα,V
βは速度パターン発生器30から、VHは高速振れ止め
速度指令値演算器50から各々速度パターン切り替え演
算器60に入力される。In the present invention, even shake by the various causes has occurred, by operating the crane 1 according to the speed pattern of FIG. 2 to be described below, the target speed while performing steadying of the suspended load 3 V M Can be reached. That is, it is possible to perform the steady rest that follows the target speed. Velocity command value V alpha in the velocity pattern of Fig. 2, of the V H, V beta, as described above V alpha, V
β is input to the speed pattern generator 30, and V H is input to the speed pattern switching calculator 60 from the high-speed steady rest speed command value calculator 50.
【0015】この速度パターンに従った制御方法として
は、まず、加速パターン速度指令値Vαすなわち加速度
αで台車1aの運転を開始し、所定の加速完了速度に達
した時点t1で高速振れ止めパターン速度指令値VHに切
り替ると共に、減速パターン速度指令値Vβすなわち減
速度β及び減速距離を算出する。その後、所定の距離だ
け移動した時点t2で減速パターンに切り替え、設定速
度Vを減速パターン速度指令値Vβとする。As a control method according to this speed pattern, first, the operation of the trolley 1a is started at the acceleration pattern speed command value V α, that is, the acceleration α, and at the time t 1 when a predetermined acceleration completion speed is reached, high-speed steady rest is performed. While switching to the pattern speed command value V H , the deceleration pattern speed command value V β, that is, the deceleration β and the deceleration distance are calculated. After that, at a time point t 2 after moving by a predetermined distance, the deceleration pattern is switched to, and the set speed V is set as a deceleration pattern speed command value V β .
【0016】次いで、各速度パターンにおける設定速度
Vの与え方につき詳述する。 (1)加速パターン(0〜t1) 従来の図14に示したようなパターン制御で得られる加
速パターン速度指令値Vαにより台車1aを運転し、加
速完了時点で吊り荷3の振れが発生しないように加速す
る。厳密には、加速開始時に前述の地切りによる初期振
れがある場合、加速完了時点での振れが初期振れよりも
大きくならないように加速する。例えば、加速時間を吊
り荷3の振れ周期Tに一致させる。 (2)高速振れ止めパターン(t1〜t2) 加速完了時点で前述の原因による残振れがある場合、ま
た、この高速振れ止めパターンによる運転中に突風等の
外乱を受けると振れが発生する。これらの振れを除去す
るために、高速振れ止め速度指令値演算器50が、数式
1または数式2によって速度指令値VHを算出し、この
速度指令値VHを設定速度Vとして台車1aを加減速運
転する。Next, how to give the set speed V in each speed pattern will be described in detail. (1) Acceleration pattern (0 to t 1 ) The trolley 1a is driven by the acceleration pattern speed command value V α obtained by the conventional pattern control as shown in FIG. 14, and the swing of the suspended load 3 occurs at the completion of acceleration. Accelerate to not do. Strictly speaking, when there is an initial shake due to the above-mentioned ground cutting at the start of acceleration, the acceleration is performed so that the shake at the completion of acceleration does not become larger than the initial shake. For example, the acceleration time is matched with the swing cycle T of the suspended load 3. (2) high-speed steady rest pattern (t 1 ~t 2) If an acceleration completion is residual vibration due to the above causes, also shake occurs when subjected to disturbances such as gusts during operation by the high-speed bracing pattern .. In order to remove these shakes, the high-speed steady rest speed command value calculator 50 calculates the speed command value V H according to Formula 1 or Formula 2, and uses the speed command value V H as the set speed V to add the cart 1a. Slow down.
【0017】[0017]
【数1】 VH=V+{Sign(VM−V)・(β√)+U}・Δt[Number 1] V H = V + {Sign ( V M -V) · (β√) + U} · Δt
【0018】[0018]
【数2】 VH=V0+{Sign(VM−V)・(β√)+U}・Δt[Number 2] V H = V 0 + {Sign (V M -V) · (β√) + U} · Δt
【0019】数式1及び数式2において、VMは高速振
れ止めパターンにおける台車1aの目標速度〔m/
s〕、Δtは演算周期である。また、Sign(VM−
V)は(VM−V)の符号(正負)、すなわち目標速度
VMと現在の設定速度Vとの偏差の符号を意味してお
り、 (VM−V)>0の時:Sign(VM−V)は+(正)
よって(β√)の符号は+ (VM−V)=0の時:(β√)はゼロ (VM−V)<0の時:Sign(VM−V)は−(負)
よって(β√)の符号は−(負) であるとする。更に、β√はルートパターン減速度(高
速振れ止めパターンにおける減速度)〔m/s2〕であ
り、次の数式3によって求めた値である。In Equations 1 and 2, V M is the target speed [m / m of the truck 1a in the high-speed steady pattern.
s] and Δt are calculation cycles. In addition, Sign (V M -
V) is (V M -V) of the sign (positive or negative), that means a sign of the deviation between the target speed V M and the current set speed V, (V M -V)> time of 0: Sign ( V M -V) is + (positive)
Thus (Beta√) sign is + (V M -V) = time of 0: (β√) is zero (V M -V) <When 0: Sign (V M -V) is - (negative)
Therefore, the sign of (β√) is − (negative). Further, β√ is the root pattern deceleration (deceleration in the high-speed steady pattern) [m / s 2 ] and is a value obtained by the following mathematical formula 3.
【0020】[0020]
【数3】β√=θE・g[Equation 3] β√ = θ E · g
【0021】上記数式3において、θEは高速振れ止め
時の吊り荷3の最大許容振れ角〔rad〕、gは重力加
速度(=9.8〔m/s2〕)である。また、Uは前述の
ごとく振れ止め加減速調整量演算器40によって算出さ
れる振れ止め加減速調整量〔m/s2〕であり、吊り荷
3の振れ角θとθ′/ω(ω=√(g/L))とから決
まる値であって後述の理由により振れ第1及び第3象限
,における値をゼロとしたものである。なお、その
他の記号については既述してあるので説明を省略する。In the above formula 3, θ E is the maximum allowable swing angle [rad] of the suspended load 3 at the time of steady rest, and g is the gravitational acceleration (= 9.8 [m / s 2 ]). Further, U is the steady-state acceleration / deceleration adjustment amount [m / s 2 ] calculated by the steady-state acceleration / deceleration adjustment amount calculator 40 as described above, and the swing angles θ and θ ′ / ω (ω = √ (g / L)), which is set to zero in the shake first and third quadrants for the reason described later. Note that the other symbols have already been described, and the description thereof will be omitted.
【0022】図3〜図6は、振れ止め加減速調整量U1
〜U4を加えた場合の振れ止め効果を説明するための位
相平面図及びクレーンの状態説明図である。これらの図
において、位相平面の縦軸はθ′/ω(ω=√(g/
L))、横軸は振れ角θ、〜は振れ象限、Aは加減
速調整量Uがない場合の振れ軌跡、Bは加減速調整量U
を加えた場合の振れ軌跡、Hは各象限において加減速調
整量U1〜U4をそれぞれ加えた場合の最終的な振れ軌跡
である。3 to 6 show steady rest acceleration / deceleration adjustment amount U 1
FIG. 5 is a phase plan view and a crane state explanatory view for explaining a steady rest effect when adding up to U 4 . In these figures, the vertical axis of the phase plane is θ ′ / ω (ω = √ (g /
L)), the horizontal axis is the deflection angle θ, is the deflection quadrant, A is the deflection trajectory when there is no acceleration / deceleration adjustment amount U, and B is the acceleration / deceleration adjustment amount U.
Is a shake trajectory when H is added, and H is a final shake trajectory when the acceleration / deceleration adjustment amounts U 1 to U 4 are added in each quadrant.
【0023】さて、各図の右側に示すように、台車1a
は図の右方向に速度Vで移動しており、吊り荷3は、図
3→図4→図5→図6に示す順序で左右に振れているも
のとする。図3は振れ第1象限において台車1aに振
れ止め用の大きな加速調整量U1(U1=+K,K:定
数)を加えた場合を示しており、矢印Hに示すごとく、
吊り荷3の振れは減少する。同様にして、図4は振れ第
4象限においてほどよい減速調整量U4(U4=(−g
/2θ){θ2+(θ′/ω)2})を加えた場合、図5は振
れ第3象限において大きな減速調整量U3(U3=−
K)を加えた場合、図6は振れ第2象限においてほど
よい加速調整量U2(U2=(+g/2θ){θ2+(θ′/
ω)2})を加えた場合をそれぞれ示している。Now, as shown on the right side of each drawing, the carriage 1a
Is moving to the right in the figure at a speed V, and the suspended load 3 is swung left and right in the order shown in FIG. 3 → FIG. 4 → FIG. 5 → FIG. FIG. 3 shows a case where a large acceleration adjustment amount U 1 (U 1 = + K, K: constant) for steadying is added to the bogie 1a in the first swinging quadrant, and as shown by an arrow H,
The swing of the suspended load 3 is reduced. Similarly, FIG. 4 shows a moderate deceleration adjustment amount U 4 (U 4 = (-g
2θ) {θ 2 + (θ ′ / ω) 2 }) is added, FIG. 5 shows a large deceleration adjustment amount U 3 (U 3 = − in the third quadrant of deflection).
K) is added, the acceleration adjustment amount U 2 (U 2 = (+ g / 2θ) {θ 2 + (θ ′ /
ω) 2 }) are added.
【0024】なお、振れ第1及び第3象限,におけ
る加減速調整量U1,U3の定数Kは、必ずしも固定値で
なくてもよく、制御にマッチングする値であればよい。
このようにして、振れ止め加減速調整量Uを付加した高
速振れ止めパターンの速度指令値VHに従って台車1a
を駆動することにより、高速領域での吊り荷3の振れ止
めを行なうことができる。It should be noted that the constant K of the acceleration / deceleration adjustment amounts U 1 and U 3 in the shake first and third quadrants does not necessarily have to be a fixed value, and may be any value that matches control.
In this way, the bogie 1a is moved according to the speed command value V H of the high-speed steady rest pattern to which the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount U is added.
By driving, it is possible to prevent the hanging load 3 from swinging in the high speed region.
【0025】更に、この実施例では、目標速度VMと現
在の設定速度Vとが異なる場合、その偏差に応じて、ル
ートパターン減速度β√を振れ止め加減速調整量Uに対
し加算または減算することにより、加減速調整量Uを補
正している。すなわち、設定速度Vが目標速度VMより
も小さい場合には、減速度β√を加減速調整量Uに加算
して演算周期Δtを乗じたものを設定速度Vまたは速度
検出値V0に加算して速度指令値VHとすることにより速
度を増加させ、また、設定速度Vが目標速度VMよりも
大きい場合には、減速度β√を加減速調整量Uから減算
して演算周期Δtを乗じたものを設定速度Vまたは速度
検出値V0に加算して速度指令値VHとすることにより速
度を減少させることとした。これにより、目標速度VM
に対する偏差の正負に応じて加減速調整量Uが増減され
るので、振れ止めと同時に、図2に実線で示すごとく目
標速度VMへ到達させることが可能になる。Further, in this embodiment, when the target speed V M and the current set speed V are different, the route pattern deceleration β√ is added or subtracted from the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount U according to the deviation. By doing so, the acceleration / deceleration adjustment amount U is corrected. That is, when the set speed V is smaller than the target speed V M , the deceleration β√ is added to the acceleration / deceleration adjustment amount U and the product of the calculation cycle Δt is added to the set speed V or the speed detection value V 0 . Then, the speed is increased by setting the speed command value V H, and when the set speed V is larger than the target speed V M , the deceleration β√ is subtracted from the acceleration / deceleration adjustment amount U to calculate the calculation cycle Δt. The value obtained by multiplying by is added to the set speed V or the detected speed value V 0 to obtain the speed command value V H , thereby reducing the speed. As a result, the target speed V M
Since the acceleration / deceleration adjustment amount U is increased / decreased according to the positive / negative of the deviation with respect to, it becomes possible to reach the target speed V M as shown by the solid line in FIG.
【0026】(3)減速パターン(t2〜t3) 従来の図14に示したようなパターン制御により得られ
る減速パターン速度指令値Vβにより台車1aを運転
し、減速完了時点(目標位置到達時点)において吊り荷
3の振れが発生しないように減速する。例えば、減速時
間を吊り荷3の振れ周期Tに合わせる。(3) Deceleration pattern (t 2 to t 3 ) The trolley 1a is driven by the deceleration pattern speed command value V β obtained by the conventional pattern control as shown in FIG. At the time point), the load 3 is decelerated so that the hanging load 3 does not shake. For example, the deceleration time is adjusted to the swing cycle T of the suspended load 3.
【0027】図7及び図8はこの実施例による振れ止め
及び目標速度VMへの到達を確認するために行なったシ
ミュレーションテストの結果であり、図7は振れ止め加
減速調整量Uのみによる高速振れ止めの場合、図8は本
実施例によりルートパターン減速度と振れ止め加減速調
整量との和(±β√+U)を用いた目標速度追従形の高
速振れ止めの場合を示している。なお、図7は距離X,
速度検出値V0,振れ止め加減速調整量U,振れ角θ及
びθ′/ωの時間的変化を、また、図8は距離X,速度
検出値V0,ルートパターン減速度と振れ止め加減速調
整量との和(±β√+U),振れ角θ及びθ′/ωの時
間的変化を表したものである。FIGS. 7 and 8 show the results of a simulation test performed to confirm that the steady rest and the target speed V M have been reached according to this embodiment. FIG. 7 shows a high speed based on only the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount U. In the case of steady rest, FIG. 8 shows a case of high speed steady rest of the target speed following type using the sum (± β√ + U) of the route pattern deceleration and the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount according to this embodiment. Note that FIG. 7 shows the distance X,
FIG. 8 shows the time change of the detected speed value V 0 , the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount U, the swing angles θ and θ ′ / ω, and FIG. 8 shows the distance X, the detected speed value V 0 , the route pattern deceleration and the steady rest acceleration. It represents the change over time of the sum (± β√ + U) with the deceleration adjustment amount, the deflection angles θ and θ ′ / ω.
【0028】シミュレーションテストの条件は次のとお
りである。 (1)吊り荷3の初期振れは振れ角θ=0.0192
〔rad〕(1.1度)、振れ角速度θ′=0、最大許
容振れ角θE=0.00174〔rad〕(0.1度)と
した。 (2)コントローラには制御能力の限界があることを考
慮して、加速度調整リミットを±0.25〔m/s2〕と
した。また、移動距離Xは16〔m〕、高速振れ止め時
の目標速度VMを0.983〔m/s〕とした。The conditions of the simulation test are as follows. (1) The initial swing of the suspended load 3 is the swing angle θ = 0.0192
[Rad] (1.1 degrees), shake angular velocity θ ′ = 0, and maximum allowable shake angle θ E = 0.00174 [rad] (0.1 degrees). (2) Considering that the controller has a limit of control capability, the acceleration adjustment limit is set to ± 0.25 [m / s 2 ]. The moving distance X was set to 16 [m], and the target speed V M at high-speed steady rest was set to 0.983 [m / s].
【0029】このシミュレーションテストによると、図
8の速度検出値V0の変化から明らかなように、高速振
れ止めパターンの初期段階では減速しているが、その後
徐々に加速を行なったことにより目標速度VMに近付い
ている。このため、図8と図7の振れ角θの波形を比較
すると、図8の方が図7よりも若干大きい振れを生じて
いるが、この振れ角θも最大許容振れ角θE以内であ
り、特に問題とはならない。この結果、図8では最終的
に約21.7〔s〕弱で目標位置に到達しているのに比
べ、図7では約23.2〔s〕かかっており、本実施例
の方が短時間で目標位置に到達することができている。According to this simulation test, as is apparent from the change in the speed detection value V 0 shown in FIG. 8, the speed is decelerated at the initial stage of the high-speed steady pattern, but the target speed is gradually increased after that. It is approaching V M. Therefore, comparing the waveforms of the deflection angle θ in FIGS. 8 and 7, the deflection in FIG. 8 is slightly larger than that in FIG. 7, but the deflection angle θ is also within the maximum allowable deflection angle θ E. , It doesn't matter. As a result, in FIG. 8, the target position is finally reached in a little less than about 21.7 [s], but in FIG. 7, it takes about 23.2 [s], which is shorter in this embodiment. You can reach the target position in time.
【0030】次に、図9は第2の発明の実施例を示すブ
ロック図である。この実施例は、前述した振れ止め加減
速調整量Uをファジィ推論によって求めるようにしたも
のである。すなわち、図9に示すように、ファジィ振れ
止め加減速調整量演算器40′には振れ角θ(及び
θ′)並びに巻上ワイヤロープ長Lが入力されており、
この演算器40′は、例えば図10に示す振れ角θにつ
いての前件部メンバーシップ関数、図11に示すθ′/
ωについての前件部メンバーシップ関数、及び、図12
に示す加減速調整量Ufについての後件部メンバーシッ
プ関数と、表1に示す制御規則とに基づき、ファジィ推
論を行なって最適な加速度ファジィ加減速調整量Ufを
算出する。Next, FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of the second invention. In this embodiment, the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount U is obtained by fuzzy inference. That is, as shown in FIG. 9, the swing angle θ (and θ ′) and the hoisting wire rope length L are input to the fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount calculator 40 ′.
This computing unit 40 'has, for example, the antecedent part membership function for the deflection angle θ shown in FIG. 10, and θ' / shown in FIG.
Membership function of the antecedent part for ω, and FIG.
Based on the consequent part membership function for the acceleration / deceleration adjustment amount U f shown in (1) and the control rules shown in Table 1, fuzzy inference is performed to calculate the optimum acceleration fuzzy acceleration / deceleration adjustment amount U f .
【0031】[0031]
【表1】 [Table 1]
【0032】こうして求められた加速度ファジィ振れ止
め加減速調整量Ufは、図1の実施例の振れ止め加減速
調整量Uと同様に高速振れ止め速度指令値演算器50′
に入力されると共に、前記同様に目標速度VMと設定速
度Vとの偏差の正負に応じてルートパターン減速度β√
を加減算することにより補正される。そして、演算器5
0′では最終的に、目標速度VMに到達するような速度
指令値VHが演算されることになる。なお、図示されて
いないが、ファジィ振れ止め加減速調整量演算器40′
及び高速振れ止め速度指令値演算器50′を一つのファ
ジィ推論手段としてまとめれば、構成を一層簡略化する
ことができる。The acceleration fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount U f thus obtained is the same as the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount U in the embodiment of FIG.
Is input to the route pattern deceleration β√, depending on whether the deviation between the target speed V M and the set speed V is positive or negative.
It is corrected by adding and subtracting. And the arithmetic unit 5
At 0 ', the speed command value V H is finally calculated so as to reach the target speed V M. Although not shown, the fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount calculator 40 '
If the high-speed steadying speed command value calculator 50 'is integrated as one fuzzy inference means, the configuration can be further simplified.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上述べたように第1の発明では、目標
速度と現在の設定速度との偏差の正負に応じて減速度に
より振れ止め加減速調整量を補正し、この加減速調整量
を現在の設定速度または速度検出値に付加することによ
り、高速振れ止めパターンにおける速度指令値を算出
し、また、第2の発明では、上記加減速調整量をファジ
ィ推論により加速度ファジィ振れ止め加減速調整量とし
て算出するようにしたものである。このため、何れの発
明においても、初期振れや残振れ、突風等の外乱に起因
する高速走行時の吊り荷の振れを確実に除去できると共
に、目標速度への到達を可能にしてクレーン台車ないし
吊り荷を短時間で目標位置にまで移動させ、作業効率を
向上させることができる。As described above, in the first aspect of the invention, the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount is corrected by deceleration according to the positive / negative of the deviation between the target speed and the current set speed, and this acceleration / deceleration adjustment amount is adjusted. The speed command value in the high-speed steady pattern is calculated by adding the current set speed or the detected speed value. In the second invention, the acceleration / deceleration adjustment amount is accelerated by fuzzy reasoning. It is calculated as a quantity. Therefore, in any of the inventions, the swing of the suspended load during high-speed traveling due to disturbances such as initial runout, residual runout, and gusts can be reliably removed, and the target speed can be reached and the crane carriage or hoisting can be achieved. It is possible to move the load to the target position in a short time and improve work efficiency.
【0034】また、第2の発明では、振れ止め加減速調
整量の算出にファジィ推論を用いることにより、クレー
ンの設計技術者等が経験により得た知識をメンバーシッ
プ関数や制御規則に反映させることで、クレーンシステ
ム自体が持つ特性に整合した最適な制御システムを実現
することができ、より的確なきめの細かい振れ止め制御
を行うことができる。なお、第1及び第2の発明は、ク
レーン台車が二次元(X−Y)平面を移動するシステム
にも容易に適用することができる。Further, in the second aspect of the invention, by using fuzzy inference for calculating the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount, the knowledge acquired by the crane design engineer through experience is reflected in the membership function and the control rule. Thus, it is possible to realize an optimal control system that matches the characteristics of the crane system itself, and to perform more precise and precise steady rest control. The first and second inventions can be easily applied to a system in which a crane truck moves in a two-dimensional (XY) plane.
【図1】第1の発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the first invention.
【図2】図1の実施例における振れ止め速度パターン図
である。FIG. 2 is a steady-state speed pattern diagram in the embodiment of FIG.
【図3】振れ止め加減速調整量を加えた場合の振れ止め
効果を説明するための位相平面図及びクレーンの状態説
明図である。FIG. 3 is a phase plan view and a state explanatory view of a crane for explaining a steady rest effect when a steady rest acceleration / deceleration adjustment amount is added.
【図4】振れ止め加減速調整量を加えた場合の振れ止め
効果を説明するための位相平面図及びクレーンの状態説
明図である。FIG. 4 is a phase plan view and a state explanatory view of a crane for explaining a steady rest effect when a steady rest acceleration / deceleration adjustment amount is added.
【図5】振れ止め加減速調整量を加えた場合の振れ止め
効果を説明するための位相平面図及びクレーンの状態説
明図である。5A and 5B are a phase plan view and a state explanatory view of a crane for explaining a steady rest effect when a steady rest acceleration / deceleration adjustment amount is added.
【図6】振れ止め加減速調整量を加えた場合の振れ止め
効果を説明するための位相平面図及びクレーンの状態説
明図である。6A and 6B are a phase plan view and a state explanatory view of a crane for explaining a steady rest effect when a steady rest acceleration / deceleration adjustment amount is added.
【図7】図1の実施例と対比するための従来の高速振れ
止めシミュレーションテストの結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a result of a conventional high-speed steady rest simulation test for comparison with the embodiment of FIG.
【図8】図1の実施例による高速振れ止めシミュレーシ
ョンテストの結果を示す図である。8 is a diagram showing the results of a high-speed steady rest simulation test according to the embodiment of FIG.
【図9】第2の発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of the second invention.
【図10】図9のファジィ振れ止め加減速調整量演算器
における前件部メンバーシップ関数を示す図である。10 is a diagram showing an antecedent membership function in the fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount calculator of FIG. 9;
【図11】図9のファジィ振れ止め加減速調整量演算器
における前件部メンバーシップ関数を示す図である。11 is a diagram showing an antecedent part membership function in the fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount calculator of FIG. 9;
【図12】図9のファジィ振れ止め加減速調整量演算器
における後件部メンバーシップ関数を示す図である。12 is a diagram showing a consequent part membership function in the fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount calculator of FIG. 9;
【図13】クレーンのモデルを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a model of a crane.
【図14】従来のパターン制御における振れ止め速度の
パターン図である。FIG. 14 is a pattern diagram of steady rest speed in conventional pattern control.
1 クレーン 1a クレーン台車 2 巻上ワイヤロープ 3 吊り荷 10 運転残距離演算器 20 振れ周期演算器 30 速度パターン発生器 40 振れ止め加減速調整量演算器 40′ ファジィ振れ止め加減速調整量演算器 50,50′ 高速振れ止め速度指令値演算器 60 速度パターン切り替え演算器 70 コントローラ 80 振れ角測定器 1 Crane 1a Crane trolley 2 Hoisting wire rope 3 Suspended load 10 Operating remaining distance calculator 20 Runout cycle calculator 30 Speed pattern generator 40 Runout stop acceleration / deceleration adjustment amount calculator 40 'Fuzzy steady stop acceleration / deceleration adjustment amount calculator 50 , 50 'High-speed steady stop speed command value calculator 60 Speed pattern switching calculator 70 Controller 80 Run-out angle measuring device
フロントページの続き (72)発明者 入江 康文 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川鉄鉄構工業株式会社内 (72)発明者 伊藤 潤 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 右田 博久 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 乳井 直樹 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内Front page continuation (72) Inventor Yasufumi Irie 1-chome, Mizushima Kawasaki-dori, Kurashiki City, Okayama Prefecture (no address), Kawatetsu Steel Construction Co., Ltd. No. 1 Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Hirohisa Ukita No. 1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 Fuji Electric Co., Ltd. (72) Naoki Milki No. 1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 inside Fuji Electric Co., Ltd.
Claims (2)
値、クレーン台車から巻下がった巻上ワイヤロープの振
れ角、振れ角速度及び長さの計測値に基づき、出発位置
から目標位置に至るまでの速度パターンである加速パタ
ーン、高速振れ止めパターン、減速パターンに応じた複
数の速度指令値を演算し、これらの速度指令値に従って
クレーン台車の速度を制御することにより吊り荷の振れ
止めを行なう制御装置において、 前記振れ角、振れ角速度の計測値、巻上ワイヤロープ長
に基づき、高速振れ止めパターンにおける振れ止め加減
速調整量を演算する振れ止め加減速調整量演算器と、 吊り荷の最大許容振れ角に基づき設定された減速度を、
目標速度と現在の設定速度との偏差の正負に応じて前記
振れ止め加減速調整量に加減算し、その結果に演算周期
を乗じたものを現在の設定速度または速度検出値に加算
して高速振れ止めパターンにおける速度指令値を演算す
る高速振れ止め速度指令値演算器と、 を備えたことを特徴とするクレーンの振れ止め制御装
置。1. From the starting position to the target position based on the measured value of the own position of the crane truck, the detected speed value, the deflection angle of the hoisting wire rope unwound from the crane truck, the deflection angular velocity and the measured value of the length. Control that calculates a plurality of speed command values according to the acceleration pattern, the high-speed steady rest pattern, and the deceleration pattern that are the speed patterns of, and controls the speed of the crane truck according to these speed command values to steady the suspended load. In the device, a steady rest acceleration / deceleration adjustment amount calculator that calculates the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount in the high-speed steady rest pattern based on the measured values of the runout angle, the runout angular velocity, and the hoisting wire rope length, and the maximum allowable load The deceleration set based on the deflection angle,
Depending on whether the deviation between the target speed and the current set speed is positive or negative, the steady rest acceleration / deceleration adjustment amount is added / subtracted, and the product of the result and the calculation cycle is added to the current set speed or speed detection value to achieve high-speed shake. A steady rest control device for a crane, comprising: a high speed steady rest speed command value computing unit that computes a fast speed command value in a stop pattern.
値、クレーン台車から巻下がった巻上ワイヤロープの振
れ角、振れ角速度及び長さの計測値に基づき、出発位置
から目標位置に至るまでの速度パターンである加速パタ
ーン、高速振れ止めパターン、減速パターンに応じた複
数の速度指令値を演算し、これらの速度指令値に従って
クレーン台車の速度を制御することにより吊り荷の振れ
止めを行なう制御装置において、 前記振れ角、振れ角速度の計測値、巻上ワイヤロープ長
に基づき、ファジィ推論により高速振れ止めパターンに
おけるファジィ振れ止め加減速調整量を演算するファジ
ィ振れ止め加減速調整量演算器と、 吊り荷の最大許容振れ角に基づき設定された減速度を、
目標速度と現在の設定速度との偏差の正負に応じて前記
ファジィ振れ止め加減速調整量に対し加減算し、その結
果に演算周期を乗じたものを現在の設定速度または速度
検出値に加算して高速振れ止めパターンにおける速度指
令値を演算する高速振れ止め速度指令値演算器と、 を備えたことを特徴とするクレーンの振れ止め制御装
置。2. From the starting position to the target position based on the detected value of the own position of the crane truck, the detected speed value, the deflection angle of the hoisting wire rope unwound from the crane truck, the deflection angular velocity, and the measured value of the length. Control that calculates a plurality of speed command values according to the acceleration pattern, the high-speed steady rest pattern, and the deceleration pattern, which are the speed patterns, and controls the speed of the crane truck according to these speed command values to steady the suspended load. In the device, the deflection angle, a measured value of the deflection angular velocity, based on the hoisting wire rope length, a fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount calculator for calculating a fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount in a high-speed steady rest pattern by fuzzy reasoning, The deceleration set based on the maximum allowable deflection angle of the suspended load,
The fuzzy steady rest acceleration / deceleration adjustment amount is added / subtracted according to the sign of the deviation between the target speed and the current set speed, and the result is multiplied by the calculation cycle to add to the current set speed or speed detection value. A steady rest control apparatus for a crane, comprising: a fast steady rest speed command value computing unit that computes a speed steady command value in a fast steady rest pattern.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15606092A JP2837314B2 (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Crane steady rest control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP15606092A JP2837314B2 (en) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Crane steady rest control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05319780A true JPH05319780A (en) | 1993-12-03 |
JP2837314B2 JP2837314B2 (en) | 1998-12-16 |
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ID=15619435
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP2837314B2 (en) |
Cited By (5)
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WO2020158184A1 (en) * | 2019-01-29 | 2020-08-06 | 富士フイルム株式会社 | Conveyance control device, conveyance control method, conveyance control program, learning device, learning method, learning program, and trained model |
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-
1992
- 1992-05-22 JP JP15606092A patent/JP2837314B2/en not_active Expired - Fee Related
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