JPH061589A - クレーンに於けるロープ駆動トロリ台車の横行装置制御方法 - Google Patents
クレーンに於けるロープ駆動トロリ台車の横行装置制御方法Info
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- JPH061589A JPH061589A JP18582392A JP18582392A JPH061589A JP H061589 A JPH061589 A JP H061589A JP 18582392 A JP18582392 A JP 18582392A JP 18582392 A JP18582392 A JP 18582392A JP H061589 A JPH061589 A JP H061589A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ロープ駆動方式のクレーンのトロリー横行台
車を横行駆動する横行用電動機の電動機トルク指令と電
動機検出速度から演算した電動機負荷トルクに比例ゲイ
ンを乗じた信号を、横行速度指令より差し引くことによ
って得られた信号を、横行用電動機の速度指令として横
行用電動機の速度を制御し、横行ロープの張力振動と巻
上ロープの振れの抑制を行うものである。 【効果】 トロリー横行台車の横行加減速運転によって
生じる横行ロープの張力振動と巻上ロープの周期的な振
れを抑制し、安定したロープ駆動方式のクレーンの自動
運転を可能にする。
車を横行駆動する横行用電動機の電動機トルク指令と電
動機検出速度から演算した電動機負荷トルクに比例ゲイ
ンを乗じた信号を、横行速度指令より差し引くことによ
って得られた信号を、横行用電動機の速度指令として横
行用電動機の速度を制御し、横行ロープの張力振動と巻
上ロープの振れの抑制を行うものである。 【効果】 トロリー横行台車の横行加減速運転によって
生じる横行ロープの張力振動と巻上ロープの周期的な振
れを抑制し、安定したロープ駆動方式のクレーンの自動
運転を可能にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロープ駆動方式のトロ
リ横行台車を有するコンテナクレーンなどのロープ駆動
トロリ台車の横行装置の制御方法に関し、とくに、クレ
ーンのロープの振れ止めを行う制御方法に関する。
リ横行台車を有するコンテナクレーンなどのロープ駆動
トロリ台車の横行装置の制御方法に関し、とくに、クレ
ーンのロープの振れ止めを行う制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロープ駆動方式のトロリ横行台車を有す
るクレーンの例として、コンテナクレーンの従来技術に
ついて説明する。横行装置１は一般に、図４に示すよう
に、トロリ横行台車２が車輪２１によりレール２２上を
走行するようにしてあり、コンテナクレーンの固定部に
設置した横行装置のロープ駆動用ドラム１１に数回巻付
けた一方の横行ロープ１６の端部をトロリ横行台車２の
前部に固定し、横行ロープ１６の途中の方向を変えるた
めに設けた滑車１７、１７によって横行ロープ１６を支
持し、横行ロープ１６の張力Ｆ1 にて前進方向に引っ張
られる。また、ロープ駆動用ドラム１１に数回巻付けた
他方の横行ロープ１８の端部をトロリ横行台車２の後部
に固定し、横行ロープ１８の途中の方向を変えるために
設けた滑車１９、１９によって横行ロープ１８を支持
し、横行ロープ１８の張力Ｆ2 にて後退方向に引っ張ら
れ、トロリ横行台車２がレール上を所定の距離だけ移動
できるようにしてある。トロリ横行台車２は、横行ロー
プ１６の張力Ｆ1 と横行ロープ１８の張力Ｆ2の差の張
力によって駆動される。すなわち、張力Ｆ1 が張力Ｆ2
より大きい場合はトロリ横行台車２は前進方向に駆動さ
れ、張力Ｆ2 が張力Ｆ1 より大きい場合はトロリ横行台
車２は後退方向に駆動される。ロープ駆動用ドラム１１
は、横行用電動機１３により減速機１２を介して回転駆
動される。横行用電動機１３の回転軸には電磁ブレーキ
１４と横行用電動機１３の速度を検出する速度検出器１
５が取りつけられている。横行用電動機１３と電磁ブレ
ーキ１４には制御装置５から図示しない動力ケーブルを
介して駆動用電力が供給され、速度検出器１５の信号は
図示しない制御用ケーブルを介して制御装置５に伝達さ
れる。巻上装置３は、コンテナクレーンの固定部に設置
した巻上ドラム３１と巻上ドラム３１によって巻き上げ
る巻上ロープ３６を備え、巻上ロープ３６の一方端は巻
上ドラム３１に固定し、他方端はコンテナクレーンの固
定部３０に固定してある。巻上ロープ３６は途中で方向
を変えるために固定部に設けた滑車４１、４２、４８、
４９およびトロリ横行台車２に設けた滑車４３、４４、
４６、４７を介して支持し、さらに滑車４４と４６の間
をコンテナ４の吊具４０に取りつけた滑車４５に巻付け
てある。巻上ドラム３１は巻上用電動機３３により減速
機３２を介して回転駆動されるようにしてあり、巻上用
電動機３３の回転軸には電磁ブレーキ３４と電動機速度
検出用のパルス信号発生器３５が取りつけられている。
巻上用電動機３３と電磁ブレーキ３４には制御装置５に
収納された図示しない巻上駆動制御装置から動力ケーブ
ルを介して駆動用電力が供給され、パルス信号発生器３
５の信号は制御用ケーブルを介して制御装置５に伝達さ
れる。トロリ横行台車２の走行速度制御は、制御装置５
に収納された横行制御装置５０により横行電動機１３を
制御するようにしてある。図５は横行制御装置５０のブ
ロック図で、速度指令器５１の速度指令信号を直線指令
器５２に入力し、そこで得られたランプ状の速度指令Ｎ
RF（ｐ．ｕ）と速度検出器１５により検出した速度帰還
信号ＮMFB （ｐ．ｕ）との偏差を、比例ゲインＡおよび
時定数τI の積分器を持つ速度制御器５３に入力して増
幅し、速度指令信号ＴRF（ｐ．ｕ）を出力する。さら
に、速度指令信号ＴRFを一次遅れ時定数τT にて電動機
トルクを制御するトルク制御器５４に入力し、横行用電
動機１３のトルク ＴM （ｐ．ｕ）を制御し、横行用電
動機１３の速度を制御する。なお、速度帰還信号ＮMFB
（ｐ．ｕ）は電動機の回転速度を一次遅れ要素５６を介
して生成したものである。５５は横行用電動機１３の機
械的時定数τM を表すブロックであり、ＮM は電動機の
速度（ｐ．ｕ）である。５７はロープの振れ角の運動モ
デルを表すブロック、５８はトロリ横行台車２の負荷ト
ルクＴL （ｐ．ｕ）のモデルを表すブロックである。ブ
ロック５７において、ＶR は横行用電動機１３の定格速
度に対応するトロリ横行台車２の横行速度（ｍ／ｓｅ
ｃ）、ｇは重力の加速度（ｍ／ｓｅｃ2 ），ωは吊り荷
のコンテナ４の振れの角周波数（ｒａｄ／ｓｅｃ）であ
り、巻上ロープ３６の吊り長さをＬ（ｍ）とすると、ω
＝（ｇ／Ｌ）1/2 で表される。θは巻上ロープ３６の振
れ角（ｒａｄ）である。ブロック５８において、ｍ0 は
トロリ横行台車１の荷重（ｐ．ｕ）、ｍ1 は吊り荷と吊
具を合わせた荷重（ｐ．ｕ）である。ｋ1 はトロリ横行
台車１と吊り荷重によって発生する摩擦トルクの、トロ
リ横行台車の横行駆動軸に換算する摩擦トルク換算係数
である。図５の横行制御装置５０において、速度指令器
５１により高速あるいは低速の速度指令信号を直線指令
器５２に入力して得られるランプ状の加減速速度指令Ｎ
RF（ｐ．ｕ） に従ってトロリ横行台車２の横行速度の
制御を行うと、トロリ横行台車２の加減速に対応して横
行ロープ１６と１８には伸縮方向の弾性振動（以下、張
力振動と称す）が発生し、巻上用ロープ３６の吊り下げ
部３７には、振子状の振れ（以下、周期的な振れと称
す）が発生する。巻上用ロープ３６のロープ振れ角は、
トロリ横行台車２の横行加減速度が大きくなれば、それ
だけ大きくなる。この問題の解決手段として、従来、ト
ロリ横行台車の加減速中に操作者が手動操作によって吊
り荷の振れ状態に合わせてトロリ横行台車の横行速度を
変化させて、ロープの振れの振動を止めていた。図６
（ａ）は、速度指令ＮRF（ｐ．ｕ）と電動機速度ＮM 、
トロリ台車速度ＶT および巻上速度との関係を示し、図
６（ｂ）はロープの振れ角θの変化を示し、図６（ｃ）
は電動機トルクＴM 、横行ロープ１６（前部）の張力Ｆ
1 、横行ロープ１８（後部）の張力Ｆ2 の関係を示して
いる。ここでは、トロリ横行台車横行加減速運転中に継
続してロープの振れが発生し、また、横行ロープには張
力振動が発生し、トロリ横行台車の不安定な可変速特性
を示している。
るクレーンの例として、コンテナクレーンの従来技術に
ついて説明する。横行装置１は一般に、図４に示すよう
に、トロリ横行台車２が車輪２１によりレール２２上を
走行するようにしてあり、コンテナクレーンの固定部に
設置した横行装置のロープ駆動用ドラム１１に数回巻付
けた一方の横行ロープ１６の端部をトロリ横行台車２の
前部に固定し、横行ロープ１６の途中の方向を変えるた
めに設けた滑車１７、１７によって横行ロープ１６を支
持し、横行ロープ１６の張力Ｆ1 にて前進方向に引っ張
られる。また、ロープ駆動用ドラム１１に数回巻付けた
他方の横行ロープ１８の端部をトロリ横行台車２の後部
に固定し、横行ロープ１８の途中の方向を変えるために
設けた滑車１９、１９によって横行ロープ１８を支持
し、横行ロープ１８の張力Ｆ2 にて後退方向に引っ張ら
れ、トロリ横行台車２がレール上を所定の距離だけ移動
できるようにしてある。トロリ横行台車２は、横行ロー
プ１６の張力Ｆ1 と横行ロープ１８の張力Ｆ2の差の張
力によって駆動される。すなわち、張力Ｆ1 が張力Ｆ2
より大きい場合はトロリ横行台車２は前進方向に駆動さ
れ、張力Ｆ2 が張力Ｆ1 より大きい場合はトロリ横行台
車２は後退方向に駆動される。ロープ駆動用ドラム１１
は、横行用電動機１３により減速機１２を介して回転駆
動される。横行用電動機１３の回転軸には電磁ブレーキ
１４と横行用電動機１３の速度を検出する速度検出器１
５が取りつけられている。横行用電動機１３と電磁ブレ
ーキ１４には制御装置５から図示しない動力ケーブルを
介して駆動用電力が供給され、速度検出器１５の信号は
図示しない制御用ケーブルを介して制御装置５に伝達さ
れる。巻上装置３は、コンテナクレーンの固定部に設置
した巻上ドラム３１と巻上ドラム３１によって巻き上げ
る巻上ロープ３６を備え、巻上ロープ３６の一方端は巻
上ドラム３１に固定し、他方端はコンテナクレーンの固
定部３０に固定してある。巻上ロープ３６は途中で方向
を変えるために固定部に設けた滑車４１、４２、４８、
４９およびトロリ横行台車２に設けた滑車４３、４４、
４６、４７を介して支持し、さらに滑車４４と４６の間
をコンテナ４の吊具４０に取りつけた滑車４５に巻付け
てある。巻上ドラム３１は巻上用電動機３３により減速
機３２を介して回転駆動されるようにしてあり、巻上用
電動機３３の回転軸には電磁ブレーキ３４と電動機速度
検出用のパルス信号発生器３５が取りつけられている。
巻上用電動機３３と電磁ブレーキ３４には制御装置５に
収納された図示しない巻上駆動制御装置から動力ケーブ
ルを介して駆動用電力が供給され、パルス信号発生器３
５の信号は制御用ケーブルを介して制御装置５に伝達さ
れる。トロリ横行台車２の走行速度制御は、制御装置５
に収納された横行制御装置５０により横行電動機１３を
制御するようにしてある。図５は横行制御装置５０のブ
ロック図で、速度指令器５１の速度指令信号を直線指令
器５２に入力し、そこで得られたランプ状の速度指令Ｎ
RF（ｐ．ｕ）と速度検出器１５により検出した速度帰還
信号ＮMFB （ｐ．ｕ）との偏差を、比例ゲインＡおよび
時定数τI の積分器を持つ速度制御器５３に入力して増
幅し、速度指令信号ＴRF（ｐ．ｕ）を出力する。さら
に、速度指令信号ＴRFを一次遅れ時定数τT にて電動機
トルクを制御するトルク制御器５４に入力し、横行用電
動機１３のトルク ＴM （ｐ．ｕ）を制御し、横行用電
動機１３の速度を制御する。なお、速度帰還信号ＮMFB
（ｐ．ｕ）は電動機の回転速度を一次遅れ要素５６を介
して生成したものである。５５は横行用電動機１３の機
械的時定数τM を表すブロックであり、ＮM は電動機の
速度（ｐ．ｕ）である。５７はロープの振れ角の運動モ
デルを表すブロック、５８はトロリ横行台車２の負荷ト
ルクＴL （ｐ．ｕ）のモデルを表すブロックである。ブ
ロック５７において、ＶR は横行用電動機１３の定格速
度に対応するトロリ横行台車２の横行速度（ｍ／ｓｅ
ｃ）、ｇは重力の加速度（ｍ／ｓｅｃ2 ），ωは吊り荷
のコンテナ４の振れの角周波数（ｒａｄ／ｓｅｃ）であ
り、巻上ロープ３６の吊り長さをＬ（ｍ）とすると、ω
＝（ｇ／Ｌ）1/2 で表される。θは巻上ロープ３６の振
れ角（ｒａｄ）である。ブロック５８において、ｍ0 は
トロリ横行台車１の荷重（ｐ．ｕ）、ｍ1 は吊り荷と吊
具を合わせた荷重（ｐ．ｕ）である。ｋ1 はトロリ横行
台車１と吊り荷重によって発生する摩擦トルクの、トロ
リ横行台車の横行駆動軸に換算する摩擦トルク換算係数
である。図５の横行制御装置５０において、速度指令器
５１により高速あるいは低速の速度指令信号を直線指令
器５２に入力して得られるランプ状の加減速速度指令Ｎ
RF（ｐ．ｕ） に従ってトロリ横行台車２の横行速度の
制御を行うと、トロリ横行台車２の加減速に対応して横
行ロープ１６と１８には伸縮方向の弾性振動（以下、張
力振動と称す）が発生し、巻上用ロープ３６の吊り下げ
部３７には、振子状の振れ（以下、周期的な振れと称
す）が発生する。巻上用ロープ３６のロープ振れ角は、
トロリ横行台車２の横行加減速度が大きくなれば、それ
だけ大きくなる。この問題の解決手段として、従来、ト
ロリ横行台車の加減速中に操作者が手動操作によって吊
り荷の振れ状態に合わせてトロリ横行台車の横行速度を
変化させて、ロープの振れの振動を止めていた。図６
（ａ）は、速度指令ＮRF（ｐ．ｕ）と電動機速度ＮM 、
トロリ台車速度ＶT および巻上速度との関係を示し、図
６（ｂ）はロープの振れ角θの変化を示し、図６（ｃ）
は電動機トルクＴM 、横行ロープ１６（前部）の張力Ｆ
1 、横行ロープ１８（後部）の張力Ｆ2 の関係を示して
いる。ここでは、トロリ横行台車横行加減速運転中に継
続してロープの振れが発生し、また、横行ロープには張
力振動が発生し、トロリ横行台車の不安定な可変速特性
を示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成で
はロープの周期的な振れを止めるためにクレーンの操作
者が、ロープの振れの状態を見てトロリ横行台車の横行
の加減速操作を行わなければならないので、遠隔からの
操作や自動運転を行うには、トロリ横行台車の横行加減
速を非常に緩やかにせざるを得ず、クレーンの搬送能力
を著しく低下させている問題があった。本発明は、トロ
リ横行台車の横行加減速運転によって生じる巻上ロープ
の周期的な振れと横行ロープの張力振動を抑制し、ロー
プ駆動方式のトロリ横行台車を高速で運転するクレーン
の自動運転を可能にすることを目的とするものである。
はロープの周期的な振れを止めるためにクレーンの操作
者が、ロープの振れの状態を見てトロリ横行台車の横行
の加減速操作を行わなければならないので、遠隔からの
操作や自動運転を行うには、トロリ横行台車の横行加減
速を非常に緩やかにせざるを得ず、クレーンの搬送能力
を著しく低下させている問題があった。本発明は、トロ
リ横行台車の横行加減速運転によって生じる巻上ロープ
の周期的な振れと横行ロープの張力振動を抑制し、ロー
プ駆動方式のトロリ横行台車を高速で運転するクレーン
の自動運転を可能にすることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、巻上ロープに
より吊り荷を巻き上げる機構を備えた巻上装置と、ロー
プ駆動方式によりトロリ横行台車を駆動する横行装置
と、前記巻上装置の巻上ドラムを駆動する巻上用電動機
の巻上駆動制御装置と、前記横行装置のロープ駆動用ド
ラムを駆動する横行用電動機の速度検出信号と速度指令
信号との偏差信号を入力してトルク指令を出力する速度
制御器および前記トルク指令により横行用電動機のトル
クを制御するトルク制御器とを有する横行制御装置とを
備えたクレーンに於けるロープ駆動トロリ台車の横行装
置制御方法において、前記横行用電動機の検出速度を微
分した信号に前記横行用電動機の機械的時定数を乗じて
得られる電動機加速トルク信号を前記速度制御器が出力
するトルク指令から減算して負荷トルク信号を算出し、
前記負荷トルク信号に比例ゲインを乗じた信号を前記速
度指令信号から差し引いた信号を速度制御ループの速度
指令信号として横行用電動機の速度を制御するものであ
る。
より吊り荷を巻き上げる機構を備えた巻上装置と、ロー
プ駆動方式によりトロリ横行台車を駆動する横行装置
と、前記巻上装置の巻上ドラムを駆動する巻上用電動機
の巻上駆動制御装置と、前記横行装置のロープ駆動用ド
ラムを駆動する横行用電動機の速度検出信号と速度指令
信号との偏差信号を入力してトルク指令を出力する速度
制御器および前記トルク指令により横行用電動機のトル
クを制御するトルク制御器とを有する横行制御装置とを
備えたクレーンに於けるロープ駆動トロリ台車の横行装
置制御方法において、前記横行用電動機の検出速度を微
分した信号に前記横行用電動機の機械的時定数を乗じて
得られる電動機加速トルク信号を前記速度制御器が出力
するトルク指令から減算して負荷トルク信号を算出し、
前記負荷トルク信号に比例ゲインを乗じた信号を前記速
度指令信号から差し引いた信号を速度制御ループの速度
指令信号として横行用電動機の速度を制御するものであ
る。
【０００５】
【作用】以上の手段により、前記トロリ横行台車の負荷
トルクが正方向の時は、電動機速度とトロリ横行台車速
度はトロリ横行台車の負荷トルクの変化に比例して低下
し、前記トロリ横行台車の負荷トルクが逆方向の時は、
電動機速度とトロリ横行台車速度は、前記トロリ横行台
車の負荷トルクの変化に比例して上昇するように制御さ
れるので、横行ロープの張力振動と巻上ロープの周期的
な振れを抑制することが可能となる。以下、本発明の方
法による制御装置の作用の詳細を説明する。本発明の制
御装置の作用を図２のブロックダイヤグラムにより説明
する。図２のダイヤグラムは、作用の説明を分かりやす
くするために、本発明の実施例を示す図１のダイヤグラ
ムから速度制御器５３の積分時定数τ1 、ブロック５６
の一時遅れフィルタ時定数τF0、電動機加速トルク演算
器６２のフィルタ時定数τF1、ロープ張力ダンピング制
御器６３のフィルタ時定数τF2、および電動機トルク制
御遅れ時定数τT を無視している。また、図２のブロッ
ク７１に示す横行ロープの張力時定数τV は、図１のブ
ロック５９の張力時定数τV1とブロック６０の張力時定
数τV2を数式１に従って合成したものである。
トルクが正方向の時は、電動機速度とトロリ横行台車速
度はトロリ横行台車の負荷トルクの変化に比例して低下
し、前記トロリ横行台車の負荷トルクが逆方向の時は、
電動機速度とトロリ横行台車速度は、前記トロリ横行台
車の負荷トルクの変化に比例して上昇するように制御さ
れるので、横行ロープの張力振動と巻上ロープの周期的
な振れを抑制することが可能となる。以下、本発明の方
法による制御装置の作用の詳細を説明する。本発明の制
御装置の作用を図２のブロックダイヤグラムにより説明
する。図２のダイヤグラムは、作用の説明を分かりやす
くするために、本発明の実施例を示す図１のダイヤグラ
ムから速度制御器５３の積分時定数τ1 、ブロック５６
の一時遅れフィルタ時定数τF0、電動機加速トルク演算
器６２のフィルタ時定数τF1、ロープ張力ダンピング制
御器６３のフィルタ時定数τF2、および電動機トルク制
御遅れ時定数τT を無視している。また、図２のブロッ
ク７１に示す横行ロープの張力時定数τV は、図１のブ
ロック５９の張力時定数τV1とブロック６０の張力時定
数τV2を数式１に従って合成したものである。
【０００６】
【数１】
【０００７】以下、図２を用いて、本発明の制御装置の
作用について説明する。横行速度指令ＮRF（ｐ．ｕ）
（ｐ．ｕ）、横行電動機速度ＮM （ｐ．ｕ）、トロリ横
行台車の横行速度をＶT （ｐ．ｕ）、横行電動機トルク
ＴM （ｐ．ｕ）、横行電動機負荷トルクＴLM（ｐ．
ｕ）、トロリ横行台車の負荷トルクＴL1（ｐ．ｕ）の間
には、数式２〜数式５の関係が成り立つ。
作用について説明する。横行速度指令ＮRF（ｐ．ｕ）
（ｐ．ｕ）、横行電動機速度ＮM （ｐ．ｕ）、トロリ横
行台車の横行速度をＶT （ｐ．ｕ）、横行電動機トルク
ＴM （ｐ．ｕ）、横行電動機負荷トルクＴLM（ｐ．
ｕ）、トロリ横行台車の負荷トルクＴL1（ｐ．ｕ）の間
には、数式２〜数式５の関係が成り立つ。
【０００８】
【数２】
【０００９】
【数３】
【００１０】
【数４】
【００１１】
【数５】
【００１２】数式２に数式３のＶT を代入し、ＴLMにつ
いて整理すると数式６が得られる。
いて整理すると数式６が得られる。
【００１３】
【数６】
【００１４】数式４に数式５のＴM を代入し、ＮM につ
いて整理すると数式７が得られる。
いて整理すると数式７が得られる。
【００１５】
【数７】
【００１６】数式６のＮM に数式７のＮM を代入し、Ｔ
LMを求めると数式８が得られる。
LMを求めると数式８が得られる。
【００１７】
【数８】
【００１８】数式３のＴLMに数式８のＴLMを代入し、Ｖ
T を求めると数式９が得られる。
T を求めると数式９が得られる。
【００１９】
【数９】
【００２０】数式８のＴLMと数式９のＶT の伝達関数の
分母は、下記数式１０に示されるように、ラプラス演算
子ｓに関する３次式の共通の関数で表される。
分母は、下記数式１０に示されるように、ラプラス演算
子ｓに関する３次式の共通の関数で表される。
【００２１】
【数１０】
【００２２】ｓに関する３次方程式、Ｈ（ｓ）＝０の一
つの実根を、ｓ＝−１／τa とし、ダンピングレシヨδ
n を数式１３、角周波数ωn を数式１２のように定義す
れば、Ｈ（ｓ）は数式１１のように表される。
つの実根を、ｓ＝−１／τa とし、ダンピングレシヨδ
n を数式１３、角周波数ωn を数式１２のように定義す
れば、Ｈ（ｓ）は数式１１のように表される。
【００２３】
【数１１】
【００２４】
【数１２】
【００２５】
【数１３】
【００２６】数式１３は、電動機負荷トルクＴLMとトロ
リ横行台車速度ＶT のダンピングレシヨδn を、ロープ
張力振動抑制比例ゲインＧを適切な値まで大きくするこ
とによって増加させることができることを示している。
その結果、トロリ横行台車の加減速中および巻上ロープ
の振れによるトロリ横行台車の負荷ＴL1の変動に対して
も、横行ロープの張力Ｆ1 （ｐ．ｕ）とＦ2 （ｐ．ｕ）
の差に等しい値である電動機負荷トルクＴLM（ｐ．ｕ）
とトロリ横行台車の速度ＶT （ｐ．ｕ）には、不安定な
振動が発生することなく、トロリ横行台車の横行の加減
速運転が可能となる。次に、本発明の制御装置の巻上ロ
ープの振れの抑制に対する作用について説明する。数式
９の第１項は、トロリ横行台車の負荷トルクＴL1がゼロ
の時の横行速度への追従速度を示すものであり、その第
２項は、負荷トルクＴL1に対するトロリ横行台車速度Ｖ
T の変化分を示している。この数式９の第２項の信号
は、巻上ロープの振れ抑制制御器の比例ゲインＧの値
と、速度制御器の比例ゲインＡの逆数１／Ａの和に比例
している。したがって、巻上ロープの振れ抑制制御器の
比例ゲインＧの値を適切な値まで大きくし設定しておく
と、巻上ロープの振れにより、トロリ横行台車の負荷ト
ルク ＴL1が変化する時に、例えば、ＴL1が正方向に大
きくなると、横行電動機速度 ＮM とトロリ横行台車の
速度ＶT は、ＴL1の変化に比例して低下し、逆にＴL1が
負の方向に大きくなると、横行電動機速度ＮM とトロリ
横行台車速度ＶT はＴL1の変化に比例して上昇するよう
に制御する作用が働き、トロリ横行台車の加減速中に発
生する巻上ロープの周期的な振れが抑制される。
リ横行台車速度ＶT のダンピングレシヨδn を、ロープ
張力振動抑制比例ゲインＧを適切な値まで大きくするこ
とによって増加させることができることを示している。
その結果、トロリ横行台車の加減速中および巻上ロープ
の振れによるトロリ横行台車の負荷ＴL1の変動に対して
も、横行ロープの張力Ｆ1 （ｐ．ｕ）とＦ2 （ｐ．ｕ）
の差に等しい値である電動機負荷トルクＴLM（ｐ．ｕ）
とトロリ横行台車の速度ＶT （ｐ．ｕ）には、不安定な
振動が発生することなく、トロリ横行台車の横行の加減
速運転が可能となる。次に、本発明の制御装置の巻上ロ
ープの振れの抑制に対する作用について説明する。数式
９の第１項は、トロリ横行台車の負荷トルクＴL1がゼロ
の時の横行速度への追従速度を示すものであり、その第
２項は、負荷トルクＴL1に対するトロリ横行台車速度Ｖ
T の変化分を示している。この数式９の第２項の信号
は、巻上ロープの振れ抑制制御器の比例ゲインＧの値
と、速度制御器の比例ゲインＡの逆数１／Ａの和に比例
している。したがって、巻上ロープの振れ抑制制御器の
比例ゲインＧの値を適切な値まで大きくし設定しておく
と、巻上ロープの振れにより、トロリ横行台車の負荷ト
ルク ＴL1が変化する時に、例えば、ＴL1が正方向に大
きくなると、横行電動機速度 ＮM とトロリ横行台車の
速度ＶT は、ＴL1の変化に比例して低下し、逆にＴL1が
負の方向に大きくなると、横行電動機速度ＮM とトロリ
横行台車速度ＶT はＴL1の変化に比例して上昇するよう
に制御する作用が働き、トロリ横行台車の加減速中に発
生する巻上ロープの周期的な振れが抑制される。
【００２７】
【実施例】本発明を図に示す実施例について説明する。
図１は本発明の速度制御器を有するトロリ横行台車の横
行制御装置５０のブロック図である。なお、従来例の説
明で示した図４および図５と同じ構成要素については同
じ名称、同じ符号を用いて説明を省略する。まず、本実
施例を図１について説明する。横行用電動機１３の駆動
軸に取りつけられた速度検出器１５の信号を速度指令器
５１の出力信号ＮRF0 （ｐ．ｕ）よりロープ張力振動抑
制制御器６３の出力信号を減じて得られる信号ＮRF1
（ｐ．ｕ）に対し、一時遅れ要素を有するフィルタ５６
を通した信号ＮMFB （ｐ．ｕ）を帰還する。前記の速度
指令ＮRF1 （ｐ．ｕ）と電動機速度検出信号ＮMFB
（ｐ．ｕ）とその偏差を速度制御器 ５３に入力する
と、その速度偏差信号に比例ゲインＡを乗じた信号と、
更にその信号を時定数τI にて積分した信号とを加えた
信号をトルク指令信号ＴRF（ｐ．ｕ）として出力する。
速度制御器５３が比例ゲインＡのみを持つ場合は、その
速度偏差信号にＡを乗じた信号をＴRF（ｐ．ｕ）として
出力する。次に電動機加速トルク演算器６２の動作につ
いて説明する。電動機速度検出信号ＮMFB （ｐ．ｕ）が
電動機加速トルク演算器６２に入力されると、ＮMFB
（ｐ．ｕ）を微分した値に横行用電動機１３の機械的時
定数τMを乗じた値の信号を時定数τF1の１次遅れ要素
を有するフィルタを介して得られた信号ＴMAE （ｐ．
ｕ）を出力する。次にロープ張力振動抑制制御器につい
て説明する。電動機トルクＴM （ｐ．ｕ）から電動機の
機械的時定数を表すブロック５５に入力される電動機加
速トルクＴMA（ｐ．ｕ）を差し引いたトルクは、電動機
負荷トルクＴLM（ｐ．ｕ）である。ブロック５４に示さ
れる電動機のトルク制御遅れ時定数τT は、０．００５
ｓｅｃ以下と、他の時定数に比べて非常に小さな値であ
るので、電動機トルクＴM（ｐ．ｕ）の代わりに速度制
御器５３の出力のトルク指令ＴRF（ｐ．ｕ）で代用し、
電動機の負荷トルク信号ＴLME （ｐ．ｕ）をトルク指令
ＴRF（ｐ．ｕ）から電動機加速トルク信号演算値ＴMAE
（ｐ．ｕ）を差し引くことによって演算する。電動機負
荷トルク演算値ＴLME （ｐ．ｕ）をロープ張力振動抑制
制御器６３に入力し、１次遅れ要素（時定数τF2）を有
するフィルタを介して得られた信号に比例ゲインＧを乗
じた信号を直線指令器５２の出力の横行速度指令Ｎ
RF（ｐ．ｕ）に対して帰還する。直線指令器５２の出力
の速度指令ＮRF（ｐ．ｕ）からロープ張力振動抑制制御
器６３の出力信号を減算した速度指令信号ＮRF1 （ｐ．
ｕ）を速度指令として速度検出信号ＮMFB （ｐ．ｕ）と
の偏差を速度制御器５３に入力すると、速度制御器５３
は電動機速度ＮM （ｐ．ｕ）が、この速度指令ＮRF1
（ｐ．ｕ）に追従するように速度の制御が行われて、ロ
ープの張力振動と横行の加減速運転中に発生する巻上ロ
ープの周期的な振れが抑制される。図３は、従来例の図
６に対応する本発明の振れ止め制御方法を適用した場合
のトロリ横行台車の特性として、図３（ａ）は速度指令
ＮRFと電動機速度ＮM 、トロリ台車速度ＶT および巻上
速度との関係を示し、図３（ｂ）はロープ振れ角θの変
化を示し、図３（ｃ）は電動機トルクＴM 、横行ロープ
１６（前部）の張力Ｆ1 、横行ロープ１８（後部）の張
力Ｆ2 との関係を示している。ここで、図３（ｃ）と図
６（ｃ）に示す横行ロープ張力Ｆ1 ．Ｆ2 の変化を比較
すると、横行ロープの張力振動が十分に抑制され、図３
（ｂ）と図６（ｂ）を比較すると、巻上ロープの振れ角
θの振動も十分抑制されており、従来技術と比較して、
トロリ横行台車の安定した可変速特性を示していること
がわかる。なお、上記はコンテナクレーンの実施例につ
いて説明したが、ロープ駆動方式のトロリ台車を有する
クレーンであれば、コンテナクレーンに限らず、広く適
用できることは明らかである。
図１は本発明の速度制御器を有するトロリ横行台車の横
行制御装置５０のブロック図である。なお、従来例の説
明で示した図４および図５と同じ構成要素については同
じ名称、同じ符号を用いて説明を省略する。まず、本実
施例を図１について説明する。横行用電動機１３の駆動
軸に取りつけられた速度検出器１５の信号を速度指令器
５１の出力信号ＮRF0 （ｐ．ｕ）よりロープ張力振動抑
制制御器６３の出力信号を減じて得られる信号ＮRF1
（ｐ．ｕ）に対し、一時遅れ要素を有するフィルタ５６
を通した信号ＮMFB （ｐ．ｕ）を帰還する。前記の速度
指令ＮRF1 （ｐ．ｕ）と電動機速度検出信号ＮMFB
（ｐ．ｕ）とその偏差を速度制御器 ５３に入力する
と、その速度偏差信号に比例ゲインＡを乗じた信号と、
更にその信号を時定数τI にて積分した信号とを加えた
信号をトルク指令信号ＴRF（ｐ．ｕ）として出力する。
速度制御器５３が比例ゲインＡのみを持つ場合は、その
速度偏差信号にＡを乗じた信号をＴRF（ｐ．ｕ）として
出力する。次に電動機加速トルク演算器６２の動作につ
いて説明する。電動機速度検出信号ＮMFB （ｐ．ｕ）が
電動機加速トルク演算器６２に入力されると、ＮMFB
（ｐ．ｕ）を微分した値に横行用電動機１３の機械的時
定数τMを乗じた値の信号を時定数τF1の１次遅れ要素
を有するフィルタを介して得られた信号ＴMAE （ｐ．
ｕ）を出力する。次にロープ張力振動抑制制御器につい
て説明する。電動機トルクＴM （ｐ．ｕ）から電動機の
機械的時定数を表すブロック５５に入力される電動機加
速トルクＴMA（ｐ．ｕ）を差し引いたトルクは、電動機
負荷トルクＴLM（ｐ．ｕ）である。ブロック５４に示さ
れる電動機のトルク制御遅れ時定数τT は、０．００５
ｓｅｃ以下と、他の時定数に比べて非常に小さな値であ
るので、電動機トルクＴM（ｐ．ｕ）の代わりに速度制
御器５３の出力のトルク指令ＴRF（ｐ．ｕ）で代用し、
電動機の負荷トルク信号ＴLME （ｐ．ｕ）をトルク指令
ＴRF（ｐ．ｕ）から電動機加速トルク信号演算値ＴMAE
（ｐ．ｕ）を差し引くことによって演算する。電動機負
荷トルク演算値ＴLME （ｐ．ｕ）をロープ張力振動抑制
制御器６３に入力し、１次遅れ要素（時定数τF2）を有
するフィルタを介して得られた信号に比例ゲインＧを乗
じた信号を直線指令器５２の出力の横行速度指令Ｎ
RF（ｐ．ｕ）に対して帰還する。直線指令器５２の出力
の速度指令ＮRF（ｐ．ｕ）からロープ張力振動抑制制御
器６３の出力信号を減算した速度指令信号ＮRF1 （ｐ．
ｕ）を速度指令として速度検出信号ＮMFB （ｐ．ｕ）と
の偏差を速度制御器５３に入力すると、速度制御器５３
は電動機速度ＮM （ｐ．ｕ）が、この速度指令ＮRF1
（ｐ．ｕ）に追従するように速度の制御が行われて、ロ
ープの張力振動と横行の加減速運転中に発生する巻上ロ
ープの周期的な振れが抑制される。図３は、従来例の図
６に対応する本発明の振れ止め制御方法を適用した場合
のトロリ横行台車の特性として、図３（ａ）は速度指令
ＮRFと電動機速度ＮM 、トロリ台車速度ＶT および巻上
速度との関係を示し、図３（ｂ）はロープ振れ角θの変
化を示し、図３（ｃ）は電動機トルクＴM 、横行ロープ
１６（前部）の張力Ｆ1 、横行ロープ１８（後部）の張
力Ｆ2 との関係を示している。ここで、図３（ｃ）と図
６（ｃ）に示す横行ロープ張力Ｆ1 ．Ｆ2 の変化を比較
すると、横行ロープの張力振動が十分に抑制され、図３
（ｂ）と図６（ｂ）を比較すると、巻上ロープの振れ角
θの振動も十分抑制されており、従来技術と比較して、
トロリ横行台車の安定した可変速特性を示していること
がわかる。なお、上記はコンテナクレーンの実施例につ
いて説明したが、ロープ駆動方式のトロリ台車を有する
クレーンであれば、コンテナクレーンに限らず、広く適
用できることは明らかである。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ト
ロリ横行台車の横行加減速中に発生する横行ロープの張
力振動と巻上ロープの周期的な振れが抑制され、クレー
ンの操作者の手動操作によって振れを止める必要がなく
なる結果、トロリ横行台車の高速横行が可能となり、ロ
ープ駆動方式のトロリ台車を有するクレーンの高い搬送
効率の自動運転が可能となる。
ロリ横行台車の横行加減速中に発生する横行ロープの張
力振動と巻上ロープの周期的な振れが抑制され、クレー
ンの操作者の手動操作によって振れを止める必要がなく
なる結果、トロリ横行台車の高速横行が可能となり、ロ
ープ駆動方式のトロリ台車を有するクレーンの高い搬送
効率の自動運転が可能となる。
【図１】本発明の横行制御装置の実施例を示すブロック
図である。
図である。
【図２】本発明の横行制御装置の作用を説明するための
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】本発明のトロリ横行台車の横行制御装置の加減
速特性図である。
速特性図である。
【図４】コンテナクレーンの横行装置と巻上装置に機構
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図５】従来例の横行駆動装置を示すブロック図であ
る。
る。
【図６】従来例の横行駆動装置の加減速特性図である。
１ 横行装置 １１ ロープ駆動用ドラム １２、３２ 減速機 １３ 横行用電動機 １４、３４ 電磁ブレーキ １５ 速度検出器 １６ 横行ロープ（前部） １８ 横行ロープ（後部） ２ トロリ横行台車 ３ 巻上装置 ３１ 巻上ドラム ３３ 巻上用電動機 ３５ パルス発生器 ３６ 巻上ロープ ４ コンテナ（吊荷） ４０ 吊具 ５ 制御装置 ５０ 横行制御装置 ５１ 速度指令器 ５２ 直線指令器 ５３ 速度制御器 ５４ トルク制御器 ５５ 横行用電動機の機械的時定数を示すブロック ５６ 速度検出フィルタ ５９ 横行ロープ前部の張力時定数を示すブロック ６０ 横行ロープの後部の張力時定数を示すブロック ６１ トロリ横行台車の機械的時定数を示すブロック ６２ 電動機加速トルク演算器 ６３ ロープ張力振動抑制制御器
Claims (1)
- 【請求項１】 巻上ロープにより吊り荷を巻き上げる機
構を備えた巻上装置と、ロープ駆動方式によりトロリ横
行台車を駆動する横行装置と、前記巻上装置の巻上ドラ
ムを駆動する巻上用電動機の巻上駆動制御装置と、前記
横行装置のロープ駆動用ドラムを駆動する横行用電動機
の速度検出信号と速度指令信号との偏差信号を入力して
トルク指令を出力する速度制御器および前記トルク指令
により横行用電動機のトルクを制御するトルク制御器と
を有する横行制御装置とを備えたクレーンに於けるロー
プ駆動トロリ台車の横行装置制御方法において、前記横
行用電動機の検出速度を微分した信号に前記横行用電動
機の機械的時定数を乗じて得られる電動機加速トルク信
号を前記速度制御器が出力するトルク指令から減算して
負荷トルク信号を算出し、前記負荷トルク信号に比例ゲ
インを乗じた信号を前記速度指令信号から差し引いた信
号を速度制御ループの速度指令信号として横行用電動機
の速度を制御することを特徴とするクレーンに於けるロ
ープ駆動トロリ台車の横行装置制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18582392A JPH061589A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | クレーンに於けるロープ駆動トロリ台車の横行装置制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18582392A JPH061589A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | クレーンに於けるロープ駆動トロリ台車の横行装置制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH061589A true JPH061589A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=16177506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18582392A Pending JPH061589A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | クレーンに於けるロープ駆動トロリ台車の横行装置制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061589A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996033943A1 (fr) * | 1995-04-26 | 1996-10-31 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Procede et dispositif destines a empecher la deviation par rapport a la verticale d'un filin de grue ou analogue |
| JPWO2015029136A1 (ja) * | 2013-08-27 | 2017-03-02 | 住友重機械搬送システム株式会社 | ロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置 |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP18582392A patent/JPH061589A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996033943A1 (fr) * | 1995-04-26 | 1996-10-31 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Procede et dispositif destines a empecher la deviation par rapport a la verticale d'un filin de grue ou analogue |
| JPWO2015029136A1 (ja) * | 2013-08-27 | 2017-03-02 | 住友重機械搬送システム株式会社 | ロープトロリ式クレーンのワイヤロープ振動防止装置 |
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