JPH07253814A

JPH07253814A - 移動体の減速停止方法

Info

Publication number: JPH07253814A
Application number: JP6043516A
Authority: JP
Inventors: 正裕 ▲鶴▼岡; Masahiro Tsuruoka; Masashi Nosaka; 正志野坂
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】勾配面に置かれたレ−ル５上を移動する移動体
４を、ワイヤ−ロ−プ５を介して巻上機２で制御する際
に、ワイヤ−ロ−プ５によるバネ振動を抑制しつつ目的
位置に正確に停車させかつ、停止後の残留振動を減少さ
せることを目的とした減速停止方法。【構成】巻上機２，ワイヤ−ロ−プ３，移動体４からな
る設備で、システム内部を表した微分方程式を予め制御
コントロ−ラ８に入力し、検出機９，１２，１３，１４
からの情報を基に、ワイヤ−ロ−プ３による移動体４の
振動を抑制するような制御量を駆動機１に与えて、移動
体４の制振制御を行なう。【効果】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、勾配面に敷かれたレ−
ル上を移動する駆動系を持たない移動体と、その移動体
を牽引するワイヤロ−プと、そのワイヤロ−プを巻いた
巻上ドラムで構成されて、その巻上ドラムの回転によっ
て移動体を目的地まで移動させる巻上装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】炭坑における斜坑巻上設備などでは、移
動体の位置を巻上ドラムから連続的に検出していた。さ
らに、予め定めた目的位置に停止用と、目的位置の前後
に減速用の検出器をレ−ル近傍に設けていた。この位置
情報をもとに、巻上ドラムを、加速時は設定した加速度
で加速し、減速時は減速用の検出器が移動体を検出した
時点から、事前に設定した減速パタ−ンでクリ−プ速度
まで減速しクリ−プ速度で、目的位置の検出器が移動体
を検出した時点まで巻上ドラムを停止するオ−プン−プ
の制御であった。そのため移動体の振動抑制は考慮され
ていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記制御方法は、ワイ
ヤロ−プの振動を考慮していないので目的位置での停止
時の残留振動が大きく、巻上ドラムを停止してからしば
らく時間が経過しないと移動体が停止しない。したがっ
て、移動体が停止するまで待って、人の乗り入れを行な
わなければならないため、移動体の運転サイクルタイム
が長くなっていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】移動体位置検出用として
巻上ドラムの他に移動体にも位置検出器を設け、直接移
動体の位置を検出し、検出した情報を伝送器具を用い
て、制御用コントロ−ラヘ入力し、減速時に移動体の速
度や位置の内部変数を用い目的位置で移動体の位置偏差
及び速度が０になるように巻上ドラムを制御しワイヤロ
−プの振動を抑制する。

【０００５】

【作用】本発明は、ワイヤ−ロ−プによる移動体の振動
を抑制しながら減速するため、停止時の残留振動が従来
の方式と比較して小さくなる。このため、停止時の待ち
時間も短縮できシステムのサイクルタイムを向上でき
る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図７によ
り説明する。ここでは、巻上設備を炭坑における斜坑巻
上設備を例にとって説明する。

【０００７】図１で設備概要について説明する。本設備
は巻上ドラム２，ワイヤ−ロ−プ３，移動体４，レ−ル
５から構成される。レ−ル５は、炭坑入り口である坑口
付近から、炭坑の終点である坑底までの斜面上に沿って
取り付けてある。車輪６が付いた移動体４は、駆動装置
を搭載していないので、移動体４の挙動は唯一、巻上ド
ラム２によって決定され、巻上ドラム２の巻取又は繰り
出しによって、レ−ル５上を上昇又は下降する。その間
には、停車点が数箇所設けてあり、移動体４を停車させ
て、人や荷物の乗り降りや積み降しを行なう。停車点手
前にはリミットスイッチ等の減速位置検出器である１
２ａ，１２ｂ及び減速位置検出器である１３ａ，１３
ｂが設置してある。また、人車停止点には、停車位置検
出器１４が設置されている。移動体４に、エンコ−ダ等
の検出器１０，伝送器具１１を搭載し、位置情報は伝送
器具１１により受信機７に送信している。検出器９は、
巻上ドラム２の速度等の状態を検出する。制御コントロ
−ラ８は、巻上ドラム２を回転させる駆動装置１に必要
な制御量を与えるものである。

【０００８】次に、巻下げ時を想定した動作説明を図２
から図７を使って行なう。本実施例では、単に移動体４
を正確に、停止点に停止させるだけでなく、移動体４が
完全に停止するまでのロ−プの振動を、きめ細かくドラ
ム操作を行なう事により出来るかぎり抑制することで、
運行時間を低減する。そのため、システム内部を考慮
し、現在のシステムの状態がわかれば、それ以後のシス
テム状態を把握できる数式表現、即ち微分方程式でシス
テムを記述する。以後、この微分方程式を状態方程式と
呼び、システムの状態を表す情報、つまりドラム速度，
ドラム繰り出し量，移動体位置の停車点からの偏差，移
動体速度を状態量と呼ぶ。状態量をＸ（ｔ）とすると、
状態方程式は次式で表される。

【０００９】

【数１】

【００１０】

【数２】Ｙ（ｔ）＝ＣＸ（ｔ）ここで、Ａはシステム行列，Ｂは制御行列，Ｃを出力行
列，Ｕ（ｔ）を制御量，Ｙ（ｔ）を出力という。

【００１１】これを、最適レギュレ−タという手法を例
にとって話を進める。最適レギュレ−タのブロック図
は、図２のように表せる。図２の制御対象とは、巻上ド
ラム２，ワイヤ−ロ−プ３，移動体４を含んだ系の事で
ある。この図から状態方程式は、次式のように表せる。

【００１２】

【数３】

【００１３】ここで、Ｋはゲインを表す。

【００１４】図２より、制御量Ｕ（ｔ）は状態量Ｘ
（ｔ）にゲインＫを乗じたものであり、次式で表せる。

【００１５】

【数４】Ｕ（ｔ）＝ＫＸ（ｔ）

【００１６】制御量Ｕ（ｔ）は駆動装置１の入力とな
る。そのため、

【数４】を事前に制御

【００１７】コントロ−ラ８に入力しておく。

【数３】と図２からＫの値によって状態量Ｘ（ｔ）が収
束する事がわかる。Ｋは市販のソフトを使って算出でき
るので、本設備では、状態方程式の正確な記述と並ん
で、状態量の正確な検出が最重要な項目である。このこ
とを、図３，図４の制御概念図を用いて説明する。

【００１８】いま、図３（ａ）で移動体４が振動してい
るとする。図３（ｂ）ではロ−プ３が伸びて移動体４
が、基準点に対し斜面下向きに位置し、斜面下向きに移
動している。このときの移動体４及び巻上ドラム２の状
態量は、検出器９及び１０から絶えず制御コントロ−ラ
８に入力され、数式（４）に基づき巻上ドラム２が制御
される。ここでは、巻上ドラム２は巻取を行なう。以
後、移動体４が、基準点に対し斜面下向きにある場合
を、偏差が正，基準点に対し斜面上向きにある場合を、
偏差が負であるといい、斜面下向きの速度を正とする。

【００１９】図３（ｃ）でロ−プ３が縮んで移動体４
は、偏差が負で、速度が負である。この場合も同様に制
御コントロ−ラ８によって巻上ドラム２が制御される
が、ここでは、巻上ドラム２は繰り出しを行なって、ロ
−プの振動を抑制する。

【００２０】図４（ｄ）で移動体４は、偏差が負で、速
度が正である。ここでは、巻上ドラム２は繰り出しを行
なって基準点に近付ける巻上ドラム操作を行なう。

【００２１】図４（ｅ）でロ−プ３が伸びて移動体４
は、偏差が正で、速度が負である。ここでは、巻上ドラ
ム２は巻取を行なって基準点に近付ける巻上ドラム操作
を行なう。

【００２２】以上の操作を行なって、移動体４の振動を
抑制しつつ基準点に停車させる。このように検出器を使
って、現在の状態量を検出し必要な制御を行なう方式を
以後、状態フィ−ドバック方式と呼ぶ。

【００２３】図５では、本設備の動作について説明す
る。また、ドラム速度線図を図６に示し、図７にフロ−
チャ−トを示す。図６のｔ＜ｔ₁では、駆動装置１は、
巻上ドラム２が等速で繰り出すように、制御コントロ−
ラ８で制御されている。次に、図５（ａ）で移動体４
が、減速位置検出器の１２ａ（巻上時は、１２ｂ）を
通過したときを想定する（図７、Ｓ１０）。このときの
巻上ドラム２の減速パタ−ンは、図６のｔ₁＜ｔ＜ｔ
₃で、事前に設定されている（図７、Ｓ２０）。この減
速パタ−ンのうち、ｔ₂＜ｔ＜ｔ₃は、クリ−プ速度とい
われる等速区間である。次に、移動体４が更に進んで、
減速位置検出器の１３ａ（巻上時は、１３ｂ）を通過
する時について説明する（図７、Ｓ３０）。ここで減速
位置検出器の配置は、移動体４がクリ−プ速度で通過
するように減速位置検出器を配置しておく。ここか
ら、制御方式を状態フィ−ドバック方式に切替る（図
７、Ｓ４０）。クリ−プ速度で、制御方法を切替るの
は、クリ−プ速度は停止直前で微速であるため、風抵抗
等の外乱の影響が少ないためである。制御概念は、図
３，図４で説明したので省略するが、時々刻々と変化す
る状態量を、絶えず検出して制御を行なうため振動を抑
制できる。ここで、図３，図４で記した基準点は、停車
点を指す。図６のｔ₃＜ｔが、状態フィ−ドバック方式
としたときのドラムの挙動である。ここで、移動体４に
取り付けた検出器１０は、移動体４の位置及び速度を検
出するが、位置に関しては、制御コントロ−ラ８で、停
車点からの偏差に換算して状態量として扱う（図７、Ｓ
５０〜Ｓ７０）。

【００２４】制御コントロ−ラ８に入力される状態量
が、０になるまでドラム操作は繰り返され（図７、Ｓ８
０）、状態量、つまり移動体４の速度及び偏差が０にな
った時点で、停車点に設置されている停車位置検出器１
４に検出されると動作終了となる（図７、Ｓ９０）。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、移動体を目的地に正確
に停車させると共に停車時の揺動を減少させ運行時間を
低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体の設備構成図である。

【図２】本発明の一実施例の制御回路図である。

【図３】本発明の一実施例の巻下時の動作フロ−図であ
る。

【図４】本発明の一実施例の巻下時の動作フロ−図であ
る。

【図５】本発明の一実施例の減速時の動作フロ−図であ
る。

【図６】減速パタ−ンを示す図である。

【図７】本発明の一実施例の制御のフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…駆動装置、２…巻上ドラム、３…ワイヤ−ロ−プ、
４…移動体、５…レ−ル、６…車輪、７…受信機、８…
制御コントロ−ラ、９…ドラム速度・繰出量検出機、１
０…移動体速度検出機、１１…伝送器具、１２ａ，１２
ｂ…減速位置検出機、１３ａ，１３ｂ…減速位置検出
器、１４…停車点位置検出器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】勾配面に敷かれたレ−ル上を移動する駆動
系を持たない移動体と、その移動体を牽引するワイヤロ
−プと、そのワイヤロ−プを巻いた巻上ドラムで構成さ
れて、その巻上ドラムの回転によって移動体を目的地ま
で移動させる巻上設備において、巻上ドラム及び移動体
に、速度・位置情報用の検出器を設けて、その情報を制
御用コントロ−ラに入力し、減速時の制御にシステムの
内部状態を考慮した適切なドラム回転力を設定すること
によって、ワイヤロ−プのバネ振動を抑制し、移動体を
目的位置上に正確に停止し、且つ停止時の残留振動を減
少させることを特徴とした移動体の減速停止方法。