JPH0769581A - クレーンの制御方法 - Google Patents

クレーンの制御方法

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JPH0769581A
JPH0769581A JP6133898A JP13389894A JPH0769581A JP H0769581 A JPH0769581 A JP H0769581A JP 6133898 A JP6133898 A JP 6133898A JP 13389894 A JP13389894 A JP 13389894A JP H0769581 A JPH0769581 A JP H0769581A
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JP
Japan
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crane
load
hoisting
vibration
length
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6133898A
Other languages
English (en)
Inventor
Tapani Kiiski
キイスキ タパニ
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Konecranes PLC
Original Assignee
KCI Konecranes International Oy
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Publication date
Application filed by KCI Konecranes International Oy filed Critical KCI Konecranes International Oy
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/04Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/063Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads electrical

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 巻上げケーブルの振動長が横移動中に変化し
たときでさえ、荷の振動を補償できるクレーンの制御方
法を達成。 【構成】 クレーンの巻上げケーブル長(L) が変化した
ときにクレーンの横の運動を制御する方法において、ク
レーンの横の運動は、制御コマンドに従って決まるモー
タ加速期間(u1)を用いて制御され、巻上げケーブル長
(L) を測定する。巻上げケーブル長(L) が変わると、少
なくとも荷の巻上げ速度(L')および荷の振動の角速度(
Θ')に比例した少なくとも1つのモータ加速期間(uk)が
生成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クレーンの制御方法、
とくに、クレーンの巻上げケーブルの長さが同時に変化
するとき、クレーンの横の運動を制御し、クレーンの横
の運動を制御コマンドに従って決まるモータ加速期間を
用いて制御し、巻上げケーブルの長さを決定するクレー
ンの横の運動の制御方法に関するものである。これに関
し、横の運動とは、トロリーの横の運動、およびトロリ
ーを支持するキャリッジの運動、または巻上げケーブル
用の懸架点を有し、もしくは巻上げケーブルを巻き取る
巻上げドラム等が取り付けられた要素を移動させるのに
用いる他の実質的に水平な運動の両方をいう。
【0002】
【従来の技術】クレーンの巻上げケーブルから懸架され
た荷の横の運動の制御における問題は、荷の振動をいか
に最小限度に減衰させるかである。関連業界において
は、振動なしに荷をその目的地点で停止させることを企
図するいくつかの解決法が知られている。例えば、フィ
ンランド特許出願第920751号では、クレーンの横移動モ
ータの制御コマンドを修正して、そのコマンドの発生
中、制御コマンドを実行し、かつ横の運動の終了地点で
荷の振動を補償する加速期間を形成ようにした方法が提
示されている。
【0003】この従前から知られている解決法は、荷の
振動を表わす微分式を使用している。しかし、もっと実
際の実現を容易にするため、この方法は近似を利用して
いるが、その結果、この制御方法では、ケーブル長が巻
上げ運動中に変わると、再び不正確さが生じてしまう。
このためこの方法は、横への移動中に生じる振動を完全
には補償できない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、巻上げケー
ブルの振動長が横移動中に変化したときでさえ、荷の振
動を補償できるクレーンの制御方法を達成することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的は、巻上げケー
ブルの長さが変化すると、少なくとも荷の巻上げ速度お
よび荷の振動の角速度に比例した少なくとも1つの追加
モータ加速期間を生成することにより実現される。
【0006】
【作用】本発明によれば、クレーンの巻上げケーブル長
が変化したときにクレーンの横の運動を制御する方法に
おいて、クレーンの横の運動は、制御コマンドに従って
決まるモータ加速期間を用いて制御され、巻上げケーブ
ル長を測定する。巻上げケーブル長が変わると、少なく
とも荷の巻上げ速度および荷の振動の角速度に比例した
少なくとも1つのモータ加速期間が生成される。
【0007】
【実施例】次に図面を参照し、その実施例の1つを挙げ
て、本発明を詳細に説明する。
【0008】図1に示すように、クレーンのトロリー1
は、その横移動モータによって支持レール2に沿って方
向xに制御装置で決められた速度vで動く。吊下げられ
た荷4は、トロリー1に固定された巻上げケーブル3に
よって支持されている。横移動中、巻上げケーブルとそ
れに支えられた荷の振動が制御作用の結果として発生す
るが、これらの振動は、系の振動式によって決まる。巻
上げケーブル長はここでは、トロリー1のケーブル懸架
点から荷4の重心までの距離として算出される。荷4が
振動すると、巻上げケーブル3は垂直方向yに対して角
度Θをなす。ここで次の振動式を適用する。 L*Θ" = - u - 2*Θ'*L' - g* Θ (1) ただし、 L = 巻上げケーブル長 L' = 巻上げケーブル長の変化率、すなわち巻上げ速度 Θ = 偏向角 Θ' = 偏向角の1次導関数、すなわち振動速度 Θ" = 偏向角の2次導関数、すなわち角度加速度 u = トロリーの加速度、すなわちトロリー位置の2次導
関数 g = 自由落下加速度 = 9.81m/s2 同様に、振動運動の振動サイクルの時間Tは次の式から
得られる。 T = 2*π* √(L/g) (2) 巻上げケーブル長Lが横移動中すなわち制御中に一定に
保たれていれば、式(1) の右辺の第2項は、ケーブル長
Lの時間微分L'が0であるので、なくなる。この場合、
振動移動の振動時間Tは一定のままである。振動式(1)
は次の形に変形される。 L*Θ" = - u - g* Θ (3) 式(3) の解は周期関数であり、その周期幅すなわち振動
周期はTである。トロリーのモータを、互いの間の位相
差がT/2 で等しい加速期間を用いて制御する場合、加速
度の変化により生じる振動は、例えばフィンランド特許
第920751号の解決法で実現されるように、加速期間の終
りで補償されることになる。式(3) による状況は図2a)
に示すが、大きさu1の加速期間21は時刻t=t0に始まり、
時刻t=t1で終る。時刻t=t2=t0+T/2 では、期間21と同じ
大きさおよびパルス幅の他の加速期間22が始まり、時刻
t=t3=t1+T/2 で終る。同様に、モータを減速する場合、
減速期間23および24は、それぞれ時刻t4およびt6で始ま
り、時刻t5およびt6で終る。破線は、横移動中の速度v
の変化を表わす。
【0009】図2b)は、図2a)の加速期間により生じる
振動角Θの時間変化を示す。破線は、加速度の個々の変
化より生じる振動を示し、実線は、合計した荷重振動の
振動角を示す。
【0010】図2a)におけるように、荷を巻上げ機によ
って巻上げ中に巻上げケーブル長がモータ制御中に変化
すると、この制御の振動補償効果は完全には実現されな
い。なぜならば、式(1) の巻上げ速度依存項を考慮せ
ず、しかも振動サイクルの幅が式(2) に従って同時に変
化するからである。
【0011】本発明の方法では、モータの加速期間は、
巻上げ速度の影響を考慮した補正項をその中に含めるこ
とにより修正される。この目的のため、巻上げケーブル
長の変化および荷の巻上げ速度も判別する。図2に示す
加速期間21を量 uk = -2* Θ' *L' により補正すると、
その結果の制御期間は U = u1-2*Θ' *L' となる。式
(1) の加速量uをUの値で置き換えると、式(1) は式
(3) の形に変形される。ただし、uはu1の値を有する。
補正項ukは、振動角および巻上げケーブル長の時間微分
に依存する時間関数であるため、ukの値は時間の関数と
して変化する。
【0012】図3における波形は、本発明による制御期
間の生成を示す。図3a)は、横移動開始時の補正項によ
る追加制御期間31と、その終了時における対応する追加
制御期間31' を示す。図示の例では、巻上げ速度は制御
期間中一定とみなす。説明を明確にするため、加速と減
速に関して行なわれる補正は、同じ大きさで、振動角と
振動速度がゼロの時刻に始まるものとして示されてい
る。
【0013】追加制御期間31はトロリーの速度に影響を
及ぼし、所望の値(制御コマンド)より大きな値にこれ
を増加させる。したがって、この追加制御を変更して、
目標速度を達成するようにしなければならない。これ
は、期間半ば以降に反対方向に発生する制御期間によっ
て対応する大きさの振動が発生するため、制御期間31を
図3b)に示すように2つの部分32と33に分割することに
よって達成することができる。これらの部分32および33
の大きさは追加制御31の大きさの半分であり、後者の部
分は、追加制御の前者の部分が反対の位相にある時刻に
始まる。後者の追加制御も反対方向に発生する。すなわ
ち、最初の追加制御が一定の時刻に加速方向にあれば、
第2の部分はT/2 の後に減速方向にある。ただし、Tは
優勢な振動サイクルの幅である。このようにして、追加
の制御期間32および33は、互いによって生じる速度変化
を補償し、それと同時に巻上げ高の変化から生じる振動
を補償する。制御期間での巻上げ高の変化の影響は、式
(2) によって決まる方法で相殺することによって考慮さ
れる。図3c)は、合計した制御期間34および35を実線
で、またこの制御に従って発生する加速期間21〜24を破
線で示す。
【0014】図4は、本発明の方法を実現する制御原理
の図である。クレーン運転者の制御動作に従って、制御
期間が装置41に生成するが、その出力は補正装置42へ取
り込まれ、そこで制御は補正項ukによって修正される。
装置41の入力量は、ケーブル長Lと振動角Θである。装
置42の入力量は、補正項ukの他に、装置41の出力量u1
振動サイクルの幅Tである。補正項ukは装置43により生
成されるが、その入力量は、振動の角速度Θ' とケーブ
ル長の変動率L'である。装置42から得られる出力量は、
時間の関数としてのモータの制御期間Uである。
【0015】以上、本発明を実施例の1つを挙げて説明
したが。しかし、この説明は本発明を限定するものでは
なく、本発明の実施例は、特許請求の範囲に明記する限
度内で改変することができる。
【0016】
【発明の効果】本発明による方法では、振動に影響を及
ぼす巻上げケーブル長の変化を制御方方法に考慮してい
る。したがって制御は、実質的に荷の実際の振動に追従
し、それに応じてモータ加速期間を変更する。巻上げ速
度が速い場合でさえも、振動を補正することができる。
本発明の方法によれば、速度帰還なしでも、この制御方
法で決まる加速期間を用いて巻上げ高さを変更すると、
振動なく荷を移動させることができる。減速期間につい
ては、加速期間と同様であると理解されるが、速度の変
化の方向だけが逆になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】クレーンの原理を示す図である。
【図2】巻上げケーブルの長さが一定に保たれていると
きの横移動の制御におけるクレーンの加速期間を示す図
である。
【図3】巻上げケーブル長が変化するときの加速期間を
示す図である。
【図4】本発明によるクレーン制御を示す図である。
【符号の説明】
1 トロリー 2 支持レール 3 巻上げケーブル 4 荷 21、22 加速期間 23、24 減速期間 31、32、33、34、35 制御期間

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クレーンの巻上げケーブルの長さが同時
    に変化するとき、該クレーンの横の運動を制御し、該ク
    レーンの横の運動を制御コマンドに従って決まるモータ
    加速期間を用いて制御し、前記巻上げケーブルの長さを
    決定するクレーンの制御方法において、該方法は、前記
    巻上げケーブルの長さが変化すると、少なくとも荷の巻
    上げ速度および該荷の振動の角速度に比例した少なくと
    も1つの追加モータ加速期間を生成することを特徴とす
    るクレーンの制御方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、前記追
    加の加速期間は、前記荷の巻上げ速度と該荷の振動の角
    速度との積に比例することを特徴とするクレーンの制御
    方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の方法におい
    て、前記追加の加速期間は2つの部分に分割され、該2
    つの部分は、それらの間の振動サイクルの半分の時間間
    隔になることを特徴とするクレーンの制御方法。
JP6133898A 1993-05-26 1994-05-25 クレーンの制御方法 Withdrawn JPH0769581A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FI932416 1993-05-26
FI932416A FI93201C (fi) 1993-05-26 1993-05-26 Menetelmä nosturin ohjaamiseksi

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JPH0769581A true JPH0769581A (ja) 1995-03-14

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FI932416A0 (fi) 1993-05-26
EP0626337A1 (en) 1994-11-30
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Effective date: 20010731