JPH10268947A - Dumping starting method used for time variable oscillation mechanism - Google Patents

Dumping starting method used for time variable oscillation mechanism

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JPH10268947A
JPH10268947A JP9526097A JP9526097A JPH10268947A JP H10268947 A JPH10268947 A JP H10268947A JP 9526097 A JP9526097 A JP 9526097A JP 9526097 A JP9526097 A JP 9526097A JP H10268947 A JPH10268947 A JP H10268947A
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孝典 三好
Kazuhiko Terajima
寺嶋  一彦
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  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out ideal operation for preventing a device to drive from generating oscillation by previously setting a condition preventing oscillation at the time of finishing acceleration and deceleration and obtaining a starting system satisfying this. SOLUTION: A motion equation corresponding to a time variable oscillation mechanism expressing a time variable parameter by a time polynomial at a device with the time variable oscillation mechanism is set up. Next an environmental condition avoiding the generation of oscillation at the time of finishing the acceleration or deceleration of an object to be controlled driving by this device is set. In the case of a crane, e.g. when time before starting is 0, the run-out angle and the run-out speed of a rope 15 and the position of a trolley 14 and the speed of the trolley 14 are all 0 but at the time of finishing acceleration, the position and the speed of the trolley 14 are prescribed values and the run-out angle and the run-out speed of the rope 15 are 0 in the condition. Next, the equation of a degree capable of deciding a coefficient by the motion equation and the expression of a boundary condition is obtained and these expressions are solved to obtain the starting system.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、対象物を上昇・
下降させながら水平方向に移動させることにより搬送す
るクレーンや、カッティングマシンにおけるキャリッジ
等のように、駆動の際に、加速や減速を要する時変振動
機構を有する装置に用いる制振起動方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a vibration damping activation method used for a device having a time-varying vibration mechanism that requires acceleration or deceleration during driving, such as a crane that is conveyed by being moved in the horizontal direction while being lowered, or a carriage in a cutting machine. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、種々の装置において振動の発
生を防止するための制御方法が研究開発されており、こ
のような制御方法のなかに、例えば、特開昭63−31
4606号や特開昭63−314607号に開示されて
いる、ロボットのアームの先端に発生する振動を抑制す
る方法がある。
2. Description of the Related Art Hitherto, control methods for preventing generation of vibration in various devices have been researched and developed. Among such control methods, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 63-31
There is a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4606 or JP-A-63-314607 for suppressing vibration generated at the tip of a robot arm.

【0003】これらの方法はいずれも、ロボットのアー
ムの先端に取り付けた加速度センサの信号を外乱トルク
としてフィードバックし、このフィードバックされたデ
ータに応じてロボットのアームに加える加速度を制御す
ることにより制振するものである。
[0003] In each of these methods, a signal of an acceleration sensor attached to the tip of a robot arm is fed back as a disturbance torque, and the acceleration applied to the robot arm is controlled in accordance with the fed back data to control the vibration. Is what you do.

【0004】したがって、この方法によると、実際にロ
ボットに振動が発生してから制振の制御に入るようにな
り、振動自体の発生を防止することはできないという問
題がある。また、このような方法によると、高速度演算
のできるCPUが必要となり、装置が高価で複雑になる
という問題もあった。
[0004] Therefore, according to this method, the vibration control is started after the vibration actually occurs in the robot, and there is a problem that the generation of the vibration itself cannot be prevented. Further, according to such a method, a CPU capable of high-speed operation is required, and there is a problem that the apparatus is expensive and complicated.

【0005】また、上記従来例のような、センサ等を用
いたフィードバックによる制御を行うことなく、振動機
構を制御対象とし、その固有の周期と同程度の時間で、
しかも残留振動を生じさせることなく起動・停止できる
駆動関数を求める方法として、日本機械学会論文集(C
編)51巻469号(昭60−9)に開示された”振動
機構系の最適な高速起動制御”がある。
Further, without performing feedback control using a sensor or the like as in the above-described conventional example, the vibration mechanism is set as a control target, and the vibration mechanism is controlled in a time substantially equal to its own cycle.
In addition, as a method of obtaining a drive function that can be started and stopped without generating residual vibration, the Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers (C
Eds., Vol. 51, No. 469 (Showa 60-9), "Optimal high-speed start control of vibration mechanism system".

【0006】この制御方法は、振動機構系をサーボモー
タで駆動する場合のモータおよび制御回路の動特性を考
慮したもので、図9に示すように、駆動力fを、質量m
1 の駆動点1に負荷し、ばね定数kのばね2を介して質
量m2 の制御対象点3を起動する場合の制振方法を示し
ている。
This control method takes into account the dynamic characteristics of the motor and the control circuit when the vibration mechanism system is driven by a servomotor, and as shown in FIG.
1 shows a vibration damping method when a load is applied to a driving point 1 and a control target point 3 having a mass m 2 is activated via a spring 2 having a spring constant k.

【0007】なお、図10は、駆動力fを、駆動点1に
負荷する駆動力f1 と制御対象点3に負荷する駆動力f
2 とに分けて考えることをができることを示している。
また、図9および図10において、xは駆動点1の変
位、yは制御対象点3の変位をそれぞれ示している。
[0007] Incidentally, FIG. 10, the driving force f, the driving force f to the load on the driving force f 1 and the control target point 3 to load the driving point 1
It shows that you can think of it as two .
9 and 10, x indicates the displacement of the driving point 1 and y indicates the displacement of the control target point 3.

【0008】この場合、まず、残留振動が生じない制御
対象点3の変位y(t)を、式
In this case, first, the displacement y (t) of the control target point 3 where no residual vibration occurs is expressed by the following equation.

【数8】 という時間関数で表すとともに、制御対象点3が停止状
態から残留振動なく時間Tで速度Vとなる条件式
(Equation 8) And a conditional expression that the control target point 3 becomes the velocity V at time T without residual vibration from the stopped state.

【数9】 を用い、これらの式から、最適な駆動関数を求める。(Equation 9) , And an optimal driving function is obtained from these equations.

【0009】そして、この駆動関数に追従するように駆
動点1が加速するようにモータを駆動させるプログラム
を作成し、このプログラムに沿ってモータを制御するこ
とにより、制御対象点3に振動を生じさせない駆動が可
能になる。この結果、複雑で高価な装置を用いることな
く装置の振動自体の発生を防止することができるように
なるというものである。
Then, a program for driving the motor so that the driving point 1 accelerates so as to follow this driving function is created, and the motor is controlled in accordance with this program, thereby causing vibration at the control target point 3. Driving can be performed without being performed. As a result, the vibration itself of the device can be prevented from occurring without using a complicated and expensive device.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法においては、ロボットのアーム等のような時間の経
過によっても共振周波数が変化しない、いわゆる時不変
振動機構に対しては制振効果を発揮するが、クレーンの
ように、物を目的地に移動させる際、ロープを伸縮させ
て物を上昇・下降させる動作が加わるような、共振周波
数が時間とともに変わる時変振動機構に対しては、制振
効果を発揮することができない。
However, in the above-mentioned method, a vibration-inhibiting effect is exerted on a so-called time-invariant vibration mechanism, such as a robot arm, whose resonance frequency does not change with the passage of time. However, when moving an object to a destination, such as a crane, the vibration of a time-varying vibration mechanism whose resonance frequency changes over time, such as the action of extending and lowering the object by expanding and contracting a rope, is added. It cannot be effective.

【0011】このため、時変振動機構を有する装置にお
いて、上記のような方法を用いても、加速・減速の終了
時には、やはり残留振動が生じるという問題がある。こ
の発明は、このような事情に鑑みなされたもので、共振
周波数が時間とともに変化する時変振動機構を有する装
置における振動発生を防止することにより、その装置の
起動から停止までの時間を短縮させることのできる時変
振動機構に用いる制振起動方法の提供をその目的とす
る。
For this reason, in a device having a time-varying vibration mechanism, there is still a problem that residual vibration is generated at the end of acceleration / deceleration even if the above method is used. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and prevents a device having a time-varying vibration mechanism in which a resonance frequency changes with time from occurring, thereby shortening the time from start to stop of the device. It is an object of the present invention to provide a vibration-damping activation method used for a time-varying vibration mechanism that can perform the method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明にかかる時変振動機構に用いる制振起動方
法では、まず、共振周波数が時間とともに変化する時変
振動機構を有する装置における、時変パラメーターを時
間tの多項式で表した時変振動機構に対応する運動方程
式を立てる。
In order to achieve the above object, a vibration damping activation method used for a time-varying vibration mechanism according to the present invention firstly uses an apparatus having a time-varying vibration mechanism whose resonance frequency changes with time. A motion equation corresponding to a time-varying vibration mechanism in which a time-varying parameter is represented by a polynomial of time t is established.

【0013】この場合、一般的な運動方程式をもとに、
使用する装置特有の運動方程式を考えるが、この際に、
共振周波数を経時的に変化させる要素を時変パラメータ
ーとして多項式を作りこれを上記運動方程式に含ませ
る。これによって、この運動方程式が時変振動機構に対
応するものとなる。
In this case, based on a general equation of motion,
Consider the equation of motion specific to the device used.
A polynomial is created using the element that changes the resonance frequency over time as a time-varying parameter, and this is included in the equation of motion. As a result, this equation of motion corresponds to the time-varying vibration mechanism.

【0014】つぎに、この装置で駆動する制御対象物の
加速または減速の終了時に振動が生じない境界条件を設
定する。例えば、使用する装置がクレーンであれば、起
動前の時間が0の場合には、ロープの振れ角度,振れ角
速度,トロリーの位置,トロリーの速度がともに0とな
り、加速終了時には、トロリーの位置および速度が所定
値になり、かつ、ロープの振れ角度,振れ角速度が0に
なるといった条件等である。
Next, a boundary condition that does not cause vibration at the end of acceleration or deceleration of the controlled object driven by this device is set. For example, if the equipment used is a crane, if the time before starting is 0, the swing angle of the rope, the swing angular velocity, the position of the trolley, and the speed of the trolley are all 0. At the end of acceleration, the position of the trolley and The conditions are such that the speed becomes a predetermined value, the swing angle of the rope, and the swing angular speed become zero.

【0015】ついで、上記運動方程式および境界条件の
式で係数を決定することが可能な次数の方程式を求め、
これらの式を解くことによって起動方式を求める。これ
は、上記と同様クレーンの場合であれば、ロープの振れ
角度やトロリーの位置を時間の関数として表し、これに
よって得られる式と上記の運動方程式および境界条件の
式とで、起動方式を決定することができる。
Next, an equation of an order whose coefficient can be determined by the equation of motion and the equation of the boundary condition is obtained,
The starting method is obtained by solving these equations. In the case of a crane as described above, the swing angle of the rope and the position of the trolley are expressed as a function of time, and the starting method is determined by the obtained expression and the above equations of motion and boundary conditions. can do.

【0016】なお、この場合の上記運動方程式の次数
は、後述するように、上記の方法で得られた等式の数と
未知数の数との関係で求められる。そして、求められた
起動方式に沿うように装置を駆動させ制御対象物の加速
・減速制御を行う。
In this case, the order of the above-mentioned equation of motion is obtained from the relationship between the number of equations obtained by the above-described method and the number of unknowns, as described later. Then, the apparatus is driven so as to conform to the determined starting method, and acceleration / deceleration control of the control target is performed.

【0017】これによって、他の予期せぬ外因が生じな
い限り、加速・減速の終了時における制御対象物の振動
発生が防止できるようになり、加速・減速の終了と略同
時に制御対象物が停止するようになる。この結果、制御
対象物の起動から停止までの時間が短縮できるようにな
る。また、制御対象物の振動により生じる他の問題、た
とえば危険の発生等のあらゆる問題も解消できるように
なる。
As a result, the vibration of the controlled object at the end of acceleration / deceleration can be prevented unless other unexpected external factors occur, and the object is stopped almost simultaneously with the end of acceleration / deceleration. I will be. As a result, the time from starting to stopping of the control target can be reduced. Further, other problems caused by the vibration of the controlled object, for example, all problems such as occurrence of danger can be solved.

【0018】なお、この発明に使用できる装置として
は、共振周波数が時間とともに変化する時変振動機構を
有するものであればどのようなものにでも使用が可能で
あるが、特に、クレーンやプロッタ,カッティングマシ
ンのキャリッジ等には効果的である。この場合におい
て、装置がクレーンである場合には、時変パラメーター
は伸縮するロープの長さになり、装置がキャリッジの場
合には、時変パラメーターはベルトのばね定数になる。
The device usable in the present invention can be any device having a time-varying vibration mechanism whose resonance frequency changes with time. In particular, a crane, a plotter, It is effective for a carriage of a cutting machine or the like. In this case, if the device is a crane, the time-varying parameter is the length of the telescopic rope, and if the device is a carriage, the time-varying parameter is the spring constant of the belt.

【0019】また、他の時変振動機構を有する装置にお
いては、時間とともに共振周波数を変化させるその装置
特有の要素を時変パラメーターとすることにより、この
発明は、時変振動機構を有する全ての装置に利用するこ
とができる。その場合の装置の駆動は、モータ駆動,油
圧駆動等の形式を問わない。つぎに、この発明による制
振起動方法を図面を用いて詳しく説明する。
In another device having a time-varying vibration mechanism, the present invention is applied to all devices having a time-varying vibration mechanism by using a time-varying parameter as a characteristic element of the device for changing the resonance frequency with time. Can be used for equipment. In such a case, the device may be driven in any form, such as motor drive or hydraulic drive. Next, the vibration suppression starting method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は、この発明にかかる制振起
動方法を行うためのクレーン装置の駆動部10を示して
いる。すなわち、図1において、11は枠状の支持部で
あり、12はその支持部11に移動自在の状態で横架さ
れたレールである。このレール12は両端側に係合され
たベルト13の駆動により支持部11の長手方向に沿っ
て移動できるようになっている。
FIG. 1 shows a driving unit 10 of a crane apparatus for performing a vibration suppression starting method according to the present invention. That is, in FIG. 1, reference numeral 11 denotes a frame-shaped support portion, and reference numeral 12 denotes a rail movably mounted on the support portion 11. The rail 12 can be moved along the longitudinal direction of the support portion 11 by driving the belt 13 engaged at both ends.

【0021】14はレール12の長手方向に沿って移動
自在に設けられたトロリーであり、その下側に巻上げ巻
下げが可能なロープ15が垂下され、このロープ15の
下端に荷物16が吊り下げられている。17はトロリー
14を移動させるためのベルトである。ベルト13,1
7はともに、モータ(図示せず)の駆動によりプーリ
(図示せず)を介して走行するようになっている。
Reference numeral 14 denotes a trolley movably provided along the longitudinal direction of the rail 12, and a rope 15 which can be hoisted and lowered is hung below the trolley, and a load 16 is hung on the lower end of the rope 15. Have been. Reference numeral 17 denotes a belt for moving the trolley 14. Belt 13,1
7 run on a pulley (not shown) by driving a motor (not shown).

【0022】また、図2は、この駆動部10を含めたク
レーン装置の主要部の構成を示している。図2におい
て、18はCPUであり、入力装置(図示せず)を介し
て入力される制振起動方法に必要なデータや台形情報等
を、メモリ19に送り記憶させる。また、このCPU1
8は、上記各種のデータや情報に基づいて演算処理をし
ながら、メモリ19が記憶するプログラムに沿って作動
し、駆動部10を駆動させるようになっている。
FIG. 2 shows a configuration of a main part of the crane device including the driving unit 10. In FIG. 2, reference numeral 18 denotes a CPU, which sends data, trapezoid information, and the like necessary for the vibration suppression activation method input via an input device (not shown) to a memory 19 for storage. Also, this CPU 1
8 operates according to the program stored in the memory 19 and drives the drive unit 10 while performing arithmetic processing based on the various data and information.

【0023】20はCPU18から送られる出力信号を
アナログ信号に変換するD/A変換器であり、21はサ
ーボドライバである。このサーボドライバ21は駆動部
10のモータ(図示せず)に接続され、D/A変換器2
0から送られる信号によって、モータを回転させること
により、駆動部10を駆動させるようになっている。
Reference numeral 20 denotes a D / A converter for converting an output signal sent from the CPU 18 into an analog signal, and reference numeral 21 denotes a servo driver. The servo driver 21 is connected to a motor (not shown) of the drive unit 10 and the D / A converter 2
The drive unit 10 is driven by rotating the motor in accordance with a signal sent from 0.

【0024】このようなクレーン装置を用いて、荷物1
6を振動させることなく搬送するには、まず、クレーン
の運動方程式と、加速開始時刻と加速終了時刻とで荷物
16に振れがなく、かつトロリー14が所定の速度と位
置に到達する境界条件を考え、この運動方程式と境界条
件から起動方法を決定する。
Using such a crane device, the luggage 1
In order to transport the trolley 6 without vibrating it, first, the equation of motion of the crane and the boundary conditions under which the luggage 16 does not swing and the trolley 14 reaches a predetermined speed and position based on the acceleration start time and the acceleration end time are determined. Considering this equation of motion and boundary conditions, the starting method is determined.

【0025】すなわち、クレーン装置におけるロープ1
5の長さに変化を伴う運動方程式は、図3に示すよう
に、ロープ15の長さをl[m]、荷物16の質量をm
[kg]、ロープ15の振れ角度をθ[rad]、粘性
摩擦係数(この場合荷物16に対する空気抵抗による摩
擦やロープ15の曲げによるエネルギー損失が主なもの
となる。)をD[Ns/m]、重力加速度をg[m/s
2 ]、トロリー14の位置(移動距離)をx[m]とす
ると、
That is, the rope 1 in the crane device
As shown in FIG. 3, the equation of motion involving a change in the length of 5 is 1 [m] for the length of the rope 15 and m
[Kg], the deflection angle of the rope 15 is θ [rad], and the coefficient of viscous friction (in this case, friction due to air resistance to the luggage 16 and energy loss due to bending of the rope 15 are main) is D [Ns / m]. ], The gravitational acceleration is g [m / s
2 ], and assuming that the position (moving distance) of the trolley 14 is x [m],

【数10】 で表される。(Equation 10) It is represented by

【0026】そして、ロープ15の長さlは一定速度で
変化するため、ロープ15の初期の長さをl0 [m]、
ロープ15の単位時間当たりの長さの変化をl1 [m/
s]、として、l=l0 +11 tで、上記式(10)を
書き直すと、
Since the length 1 of the rope 15 changes at a constant speed, the initial length of the rope 15 is set to l 0 [m],
The change in the length of the rope 15 per unit time is represented by l 1 [m /
s], and l = l 0 +1 1 t, rewriting the above equation (10),

【数1】となる。この際、式の分母にtの項が残らない
ように、両辺にmlをかける。これによって、式(1)
の解x,θがtの整数多項式で表されるようになる。
## EQU1 ## At this time, ml is applied to both sides so that the term of t does not remain in the denominator of the equation. This gives equation (1)
Is represented by an integer polynomial of t.

【0027】また、上記クレーン装置において、加速開
始時と加速終了時で荷物16に振れがなく、かつトロリ
ー14が所定の速度と位置に到達する境界条件は、加速
終了時刻をT[s]とし、加速終了時のトロリー14の
速度をV[m/s]としたとき、
In the crane apparatus, the boundary condition that the luggage 16 does not swing at the start and end of acceleration and the trolley 14 reaches a predetermined speed and position is defined as T [s] at the end of acceleration. When the speed of the trolley 14 at the end of acceleration is V [m / s],

【数2】である。## EQU2 ##

【0028】上記式(2)は、加速開始時と、加速開始
から時間Tが経過した時で振れがないことを表し、時間
tが0、すなわち、起動前の状態では、ロープ15の振
れ角度、振れ角速度、トロリー14の位置、トロリー1
4の速度、がともに0となり、加速開始から時間Tが経
過した時には、ロープ15の振れ角度、振れ角速度が0
で、トロリー14の位置が0.5VT[m]となり、ト
ロリー14の速度がV[m/s]となることを示してい
る。ここで、0.5VT[m]とは、トロリー14が平
均速度0.5V[m/s]でT秒間移動することを意味
する。
The above equation (2) indicates that there is no vibration at the start of acceleration and at the time when the time T has elapsed from the start of acceleration. When the time t is 0, that is, before the start, the deflection angle of the rope 15 is , Swing angular velocity, trolley 14 position, trolley 1
4 are both 0, and when the time T has elapsed from the start of acceleration, the swing angle and the swing angular velocity of the rope 15 become 0.
Indicates that the position of the trolley 14 is 0.5 VT [m] and the speed of the trolley 14 is V [m / s]. Here, 0.5 VT [m] means that the trolley 14 moves at an average speed of 0.5 V [m / s] for T seconds.

【0029】つぎに、求めようとする起動方法の方程式
は、上記の運動方程式(1)および境界条件の式(2)
を満たすものである。そこで、ロープ15の振れ角θお
よびトロリー14の位置xをそれぞれ時間tの多項式
Next, the equation of the starting method to be obtained is the above equation of motion (1) and equation (2) of the boundary condition.
It satisfies. Then, the deflection angle θ of the rope 15 and the position x of the trolley 14 are respectively represented by a polynomial of time t.

【数11】 とすると、k=6,n=8、つまり、θ(t)が6次
で、x(t)が8次の式の時、式(1)の両辺はともに
7次の式となる。このとき、式(1)における各次の係
数を比較することで8個の連立方程式が求められ、境界
条件の8個の式(2)と併せた16の連立方程式を解く
ことによって16個の未知数ai ,bi が決定できる。
ただし、上記16個の連立方程式が一次独立でない場
合、一義的に定まらない係数が発生するが、その場合
は、その係数を0とする。
[Equation 11] Then, when k = 6, n = 8, that is, when θ (t) is a sixth-order equation and x (t) is an eighth-order equation, both sides of the equation (1) become a seventh-order equation. At this time, eight simultaneous equations are obtained by comparing the following coefficients in the equation (1). By solving 16 simultaneous equations combined with the eight equations (2) of the boundary condition, 16 simultaneous equations are obtained. The unknowns ai and bi can be determined.
However, if the 16 simultaneous equations are not linearly independent, a coefficient that cannot be uniquely determined occurs. In that case, the coefficient is set to 0.

【0030】これをより詳しく説明すると、まず、式
(1)において、左右両辺の等号がtにかかわらず常に
成り立つためには右辺と左辺のtの次数が等しくならな
ければならない。そのためにはk=n−2の関係になけ
ればならない。これは、左辺の最高次数が、θにtをか
けたものであり、右辺の最高次数がxを2回微分したも
のにtをかけたものであるためである。
To explain this in more detail, first, in equation (1), the order of t on the right side and the left side must be equal in order for the equal sign on both the left and right sides to always hold regardless of t. For this purpose, the relationship must be k = n-2. This is because the highest order on the left side is obtained by multiplying θ by t, and the highest order on the right side is obtained by differentiating x twice by t.

【0031】また、式(1)の左右両辺の次数が、たと
えば、j次の式でつり合ったとする。その場合、左右両
辺の等号がtにかかわらず常に成り立つ条件としては、
左右各次の次数の係数も同じでなければならない。した
がって、これらの係数によって、j+1個の等式が得ら
れる。また、このj+1個の式と、上記境界条件の8個
の式(2)とで、計j+9個の等式が得られる。
It is also assumed that the degrees of the left and right sides of equation (1) are balanced by, for example, a j-th order equation. In this case, the condition that the equal sign on both sides is always satisfied regardless of t is as follows:
The coefficients of the left and right orders must also be the same. Thus, these coefficients yield j + 1 equations. Also, a total of j + 9 equations are obtained from the j + 1 equations and the eight equations (2) of the boundary conditions.

【0032】一方、上記式(11)における未知数の数
は、k+1とn+1の合計数であり、未知数決定の条件
としては、j+9=k+1+n+1でなければならな
い。また、jは、式(1)における両辺がつり合う次数
であるため、式(1)における両辺の次数k+1,n−
1と等しくなる。したがって、n=8、k=6となり、
式(1)は7次の式となる。
On the other hand, the number of unknowns in the above equation (11) is the total number of k + 1 and n + 1, and the condition for determining the unknowns must be j + 9 = k + 1 + n + 1. Also, since j is the order in which both sides in equation (1) are balanced, the order k + 1, n− in both sides in equation (1)
It is equal to 1. Therefore, n = 8 and k = 6,
Equation (1) is a seventh-order equation.

【0033】この結果、式(11)に、n=8、k=6
を代入することにより、
As a result, in equation (11), n = 8 and k = 6
By substituting

【数12】 が導け、さらに、この式(12)を、式(1)を代入す
るとによって、式
(Equation 12) Can be derived, and this equation (12) is substituted into equation (1) to obtain the equation

【数13】 が得られる。この式(13)の両辺の各次の係数を比較
し、境界条件を考慮することによって上記の各ai ,b
i が決定できる。
(Equation 13) Is obtained. Each of the following coefficients on both sides of this equation (13) is compared, and by taking into account the boundary conditions, each of the above ai, b
i can be determined.

【0034】また、この場合、粘性摩擦係数Dは無視で
きるほど小さいため、D=0とすれば、k=4,n=6
で、上記の式を表すことができる。このように次数が下
がるのは、成立する16個の連立方程式がすべて一次独
立ではなく、一義的に定まらない係数を0とするためで
ある。さらに、サンプル時間tと加速終了時間Tの比t
/Tをτで示して正規化すると、トロリー14の加速度
を示す式は、
In this case, since the viscous friction coefficient D is so small as to be negligible, if D = 0, k = 4, n = 6
Can represent the above equation. The reason why the degree is reduced in this way is that all of the 16 simultaneous equations that are satisfied are not linearly independent, and a coefficient that cannot be uniquely determined is set to 0. Furthermore, the ratio t between the sample time t and the acceleration end time T
When / T is represented by τ and normalized, the expression indicating the acceleration of the trolley 14 is

【数14】 で表される簡単な式になる。[Equation 14] It becomes a simple expression represented by

【0035】このようにして、導出された起動方法の式
(14)を用いて荷物16の巻き上げ搬送実験を行った
ところ図4および図5に示すような結果を得た。図4に
おいて、横軸は時間sで、縦軸は加速度m/s2 を示し
ている。そして、破線aはステップ加速、細線bは正弦
波加速、実線cは上記式(14)に基ずく制振加速、に
よるそれぞれ加速度と時間との関係を表す曲線を示して
いる。
The roll-up / transport experiment of the luggage 16 was performed by using the derived starting method (14), and the results shown in FIGS. 4 and 5 were obtained. In FIG. 4, the horizontal axis represents time s, and the vertical axis represents acceleration m / s 2 . The dashed line a indicates a curve representing the relationship between acceleration and time due to step acceleration, the thin line b indicates sine wave acceleration, and the solid line c indicates vibration suppression acceleration based on the above equation (14).

【0036】この実験においては、上記のそれぞれの加
速方法でトロリー14を3秒間加速させることを行っ
た。また、T=3[s],D=0[Ns/m]以外の各
パラメーターは、荷物16の質量m=30[kg],ロ
ープ15の初期の長さl0 =0.3[m],ロープ15
の単位時間当たりの長さの変化l1 =0.18[m/
s],加速終了時のトロリー14の速度V=0.75
[m/s]とした。
In this experiment, the trolley 14 was accelerated for 3 seconds by each of the acceleration methods described above. The parameters other than T = 3 [s] and D = 0 [Ns / m] are the mass m of the luggage 16 = 30 [kg] and the initial length l 0 of the rope 15 = 0.3 [m]. , Rope 15
Change in length per unit time l 1 = 0.18 [m /
s], the speed V of the trolley 14 at the end of acceleration V = 0.75
[M / s].

【0037】図5は、上記の条件によって、トロリー1
4に、図4のような加速をさせた場合のそれぞれのロー
プ15の振れを示しており、横軸は時間sで、縦軸はロ
ープ15の振れの角度を示している。この図でわかるよ
うに、加速が終了した加速開始から3秒後では、ステッ
プ加速を示す曲線a’および正弦波加速を示す曲線b’
がまだ振れている状態であるのに、制振加速による曲線
c’には殆ど振れがなく、停止した状態になっているこ
とがわかる。
FIG. 5 shows a trolley 1 under the above conditions.
4 shows the deflection of each rope 15 when the acceleration is performed as shown in FIG. 4, the horizontal axis represents time s, and the vertical axis represents the deflection angle of the rope 15. As can be seen from this figure, three seconds after the start of the acceleration, the curve a 'indicating the step acceleration and the curve b' indicating the sine wave acceleration
It can be seen that the curve c 'due to the vibration suppression acceleration has hardly any vibration, and is in a stopped state, while the vibration still occurs.

【0038】これによって、ステップ加速や正弦波加速
による加速を行った場合には、加速終了後もしばらく荷
物16に振動が続くのに対し、式(14)による制振加
速をトロリー14に加えた場合には、加速終了時にロー
プ15に振れがなく荷物16が殆ど振動していないこと
がわかる。
In this way, when the acceleration by the step acceleration or the sine wave acceleration is performed, the vibration of the luggage 16 continues for a while after the end of the acceleration, but the vibration control acceleration by the equation (14) is applied to the trolley 14. In this case, it can be seen that the rope 15 does not swing at the end of the acceleration and the load 16 hardly vibrates.

【0039】なお、上記の例は、停止状態のトロリー1
4を加速させる場合について説明しているが、これを走
行中のトロリー14を減速させ、かつその停止時に荷物
16に振れを発生させない場合に応用することもでき
る。この場合、境界条件の式は、
In the above example, the trolley 1 in the stopped state is shown.
The case where the trolley 14 is accelerated has been described, but this can also be applied to the case where the traveling trolley 14 is decelerated and the load 16 does not shake when the trolley 14 is stopped. In this case, the equation for the boundary condition is

【数3】となる。## EQU3 ##

【0040】この場合は、時間tが0、すなわち、起動
前の状態では、ロープ15の振れ角度、振れ角速度、ト
ロリー14の位置がともに0で、トロリー14の速度が
V[m/s]となり、加速開始から時間Tが経過した時
には、ロープ15の振れ角度、振れ角速度が0、トロリ
ー14の速度が0で、トロリー14の位置が0.5VT
[m]となることを示している。この8個の式(3)と
式(1)をもとに上記と同様の手順をふむことにより、
減速時の制振起動方式が得られる。
In this case, the time t is 0, that is, before starting, the swing angle and swing angular velocity of the rope 15 and the position of the trolley 14 are all 0, and the speed of the trolley 14 is V [m / s]. When the time T has elapsed since the start of acceleration, the swing angle and swing angular velocity of the rope 15 are 0, the speed of the trolley 14 is 0, and the position of the trolley 14 is 0.5 VT.
[M]. By performing the same procedure as above based on these eight equations (3) and (1),
A vibration suppression starting method at the time of deceleration is obtained.

【0041】図6は、この発明の制振起動方法をプロッ
タやカッティングマシンのキャリッジに用いる例を示し
ている。図6において、17,18は、それ自身の長手
方向に直交する方向に移動自在になったレール部(図示
せず)内に所定間隔を保った状態で内蔵された一対のプ
ーリであり、その周囲にベルト19が巻回されている。
FIG. 6 shows an example in which the vibration suppression starting method of the present invention is used for a plotter or a carriage of a cutting machine. In FIG. 6, reference numerals 17 and 18 denote a pair of pulleys which are incorporated at predetermined intervals in a rail portion (not shown) which is movable in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the pulley. A belt 19 is wound around the periphery.

【0042】そして、このベルト19の所定箇所に、ペ
ンまたはカッターを保持するキャリッジ20が固定さ
れ、プーリ18には駆動用のモータ21が連結されてい
る。したがって、モータ21の駆動によりプーリ18が
回転するとベルト19が走行し、キャリッジ20もベル
ト19に追従して左右に移動するようになる。
A carriage 20 for holding a pen or a cutter is fixed to a predetermined portion of the belt 19, and a driving motor 21 is connected to the pulley 18. Therefore, when the pulley 18 is rotated by the drive of the motor 21, the belt 19 travels, and the carriage 20 also moves right and left following the belt 19.

【0043】このようなキャリッジ20を振動させるこ
となく加速・減速させるには、上記の例と同様、まず、
キャリッジ20の運動方程式と、加速開始時刻と加速終
了時刻とでキャリッジ20に振動がなく、かつ所定の速
度と位置に到達する境界条件を考え、この運動方程式と
上記の境界条件から起動方法を決定する。
To accelerate or decelerate such a carriage 20 without vibrating, first, as in the above example,
Consider the boundary condition that the carriage 20 has no vibration and reaches a predetermined speed and position based on the equation of motion of the carriage 20 and the acceleration start time and the acceleration end time, and a starting method is determined from the equation of motion and the above boundary condition. I do.

【0044】この場合、プーリ17,18間の距離をl
[m],モータ21側のプーリ18から原点(キャリッ
ジ20の起動前の初期位置)Oまでの距離をl0
[m],原点からキャリッジ20までの距離をx
[m],プーリ18の半径×回転角をy[m]、ベルト
19の単位長さにおけるばね定数をk[N],キャリッ
ジ20の質量をm[kg],粘性摩擦係数(主としてレ
ール部とキャリッジ20との間の摩擦)をD[Ns/
m]とすると、プーリ17,18の半径がl,10 に比
べて充分小さい場合、キャリッジ20におけるベルト1
9のばね定数に変化を伴う運動方程式は、
In this case, the distance between the pulleys 17 and 18 is 1
[M], the distance from the pulley 18 on the motor 21 side to the origin (initial position before the carriage 20 is started) O is l 0
[M], the distance from the origin to the carriage 20 is x
[M], the radius × rotation angle of the pulley 18 is y [m], the spring constant per unit length of the belt 19 is k [N], the mass of the carriage 20 is m [kg], and the coefficient of viscous friction (mainly, Friction between the carriage 20) and D [Ns /
When m], when the radius of the pulley 17, 18 is sufficiently small compared to l, 1 0, the belt 1 in the carriage 20
The equation of motion involving a change in the spring constant of 9 is

【数4】となる。## EQU4 ##

【0045】これは、キャリッジ20における一般的な
運動方程式
This is a general equation of motion in the carriage 20.

【数15】 から得ることができる。すなわち、図6において、プー
リ18を基準として、キャリッジ20を右側に引っ張る
ベルトの長さはl0 +yで表せ、キャリッジ20を左側
に引っ張るベルトの長さはl+(l−l0 −y)で表す
ことができる。
(Equation 15) Can be obtained from That is, in FIG. 6, the length of the belt that pulls the carriage 20 to the right with respect to the pulley 18 can be represented by l 0 + y, and the length of the belt that pulls the carriage 20 to the left is l + (l−l 0 −y). Can be represented.

【0046】したがって、ベルト19の合成されたばね
定数をKとすると、式(15)の中のkとKとの関係
は、K=k/(l0 +y)+k/(2l−l0 −y)と
なり、この式から、
Therefore, assuming that the combined spring constant of the belt 19 is K, the relationship between k and K in the equation (15) is K = k / (l 0 + y) + k / (2l-l 0 -y ), And from this equation,

【数16】 が導かれる。さらに、キャリッジ起動時のプーリ18の
円周の平均加速度をα[m/s2 ]とし、かつ、yが平
均加速度αで変位する運動に非常に近いと仮定して、y
=1/2・αt2 で近似すると式(16)は式(4)に
書き換えられる。ただし、α=目標速度V/加速時間T
の関係にある。
(Equation 16) Is led. Further, assuming that the average acceleration of the circumference of the pulley 18 at the time of starting the carriage is α [m / s 2 ], and y is very close to the movement of displacing at the average acceleration α, y
Equation (16) can be rewritten as equation (4) when approximation is made by: = 1 / αt 2 . Where α = target speed V / acceleration time T
In a relationship.

【0047】また、加速開始時と加速終了時でキャリッ
ジ20が振動することなく、かつ、所定の速度と位置に
到達する境界条件は、加速終了時刻をT[s]とし、加
速終了時のキャリッジ20の速度をV[m/s])とし
たとき、
The boundary condition that the carriage 20 does not vibrate at the time of starting acceleration and ending the acceleration and reaches a predetermined speed and position is such that the acceleration ending time is T [s] and the carriage at the end of the acceleration is T [s]. 20 as V [m / s]),

【数5】である。## EQU5 ##

【0048】すなわち、この場合は、時間tが0、すな
わち、起動前の状態では、キャリッジ20の移動距離,
キャリッジ20の速度,プーリ18の半径×回転角,そ
の回転速度がともに0で、加速開始から時間Tが経過し
た時には、キャリッジ20の移動距離およびプーリ18
の半径×回転角がともに0.5VT[m]で、キャリッ
ジ20の速度およびプーリ18の周速度がともにV[m
/s]となることを示している。
That is, in this case, the time t is 0, that is, before the start-up, the movement distance of the carriage 20
When the speed of the carriage 20, the radius of the pulley 18, the rotation angle, and the rotation speed are all 0 and the time T has elapsed since the start of acceleration, the moving distance of the carriage 20 and the pulley 18
Are both 0.5 VT [m] and the speed of the carriage 20 and the peripheral speed of the pulley 18 are both V [m
/ S].

【0049】上記の運動方程式(4)および境界条件の
式(5)と、式(11)をこのケースに対応するよう変
形した時間関数の式から、演算によりキャリッジ20に
適応する制振起動の式を求めることができ、この式に沿
ってモータ21を回転駆動させることにより、加速終了
時に、キャリッジ20に振動が発生しない起動が行える
ようになる。
From the above equation of motion (4), equation (5) of the boundary condition, and equation of the time function obtained by transforming equation (11) to correspond to this case, the vibration suppression start-up adapted to the carriage 20 by calculation is performed. An equation can be obtained, and by rotating the motor 21 in accordance with the equation, it is possible to start the carriage 20 without vibration when the acceleration is completed.

【0050】なお、ベルト19の合成されたばね定数の
計算過程において、y=1/2・αt2 と近似している
が、これは運動方程式(16)および境界条件の式
(5)を満たす真の解とは異なる。したがって、この計
算手順によって導かれた起動方法の方程式のyは真の解
とは厳密には異なり、運動方程式(16)から求められ
るxも厳密には境界条件の式(5)を満たさない。しか
し、yが真の解に十分近ければ、xも式(5)と略同一
になる。その結果、実用上十分な制振効果が得られる。
In the process of calculating the combined spring constant of the belt 19, it is approximated that y = 1 / · αt 2 , which is true for the equation of motion (16) and the equation (5) of the boundary condition. Is different from the solution. Therefore, y of the equation of the activation method derived by this calculation procedure is strictly different from the true solution, and x obtained from the equation of motion (16) does not strictly satisfy the equation (5) of the boundary condition. However, if y is close enough to the true solution, x will also be approximately the same as equation (5). As a result, a practically sufficient vibration damping effect can be obtained.

【0051】たとえば、各パラメーターの条件を、ベル
ト19の単位長さにおけるばね定数kを320[N],
キャリッジ20の質量mを1[kg],プーリ17,1
8間の距離lを0.3[m],加速時間Tを0.2
[s],目標速度Vを0.4[m/s],プーリ18か
ら原点Oまでの距離l0 を0.04[m]とすると、プ
ーリ18の半径×回転角yの時間の関数は、
For example, the conditions of each parameter are set as follows: the spring constant k per unit length of the belt 19 is set to 320 [N],
When the mass m of the carriage 20 is 1 [kg], the pulleys 17 and 1
The distance 1 between 8 is 0.3 [m] and the acceleration time T is 0.2
[S], the target speed V 0.4 [m / s], and the distance l 0 from the pulley 18 to the origin O and 0.04 [m], the radius × time function of the rotation angle y of the pulley 18 ,

【数17】 のようになる。[Equation 17] become that way.

【0052】この式(17)を2回微分することによっ
て加速度を求め、これに沿って、図7に示すような駆動
をするようモータ21を制御することによって、図8に
示すような結果を得た。図8によると、略0.2秒を経
過したのちは、キャリッジ20が一定の速度で移動する
ことがわかる。キャリッジ20に振動が発生している場
合には、速度にむらがでてジグザグの曲線になるはずで
あるが、この場合には、振動の発生がないため、0.2
秒以後は水平な直線で示されている。
The acceleration shown in FIG. 8 is obtained by differentiating the equation (17) twice to obtain the acceleration, and controlling the motor 21 to drive as shown in FIG. Obtained. According to FIG. 8, it can be seen that the carriage 20 moves at a constant speed after approximately 0.2 seconds have elapsed. If the carriage 20 is vibrating, the speed should be uneven and form a zigzag curve. In this case, since there is no vibration, 0.2
After the second, it is indicated by a horizontal straight line.

【0053】また、逆に、走行するキャリッジ20を減
速して停止させる場合には、境界条件の式が、
Conversely, when the traveling carriage 20 is decelerated and stopped, the equation of the boundary condition is as follows.

【数6】となる。この場合も、この式(6)等を用いて
上記と同様このケースに応じた起動方式を求めることが
でき、これによって、停止時のキャリッジ20に振動が
生じなくすることができる。
## EQU6 ## Also in this case, a start-up method corresponding to this case can be obtained in the same manner as described above using Expression (6) and the like, whereby vibration of the carriage 20 at the time of stoppage can be prevented.

【0054】以上のように、この発明にかかる制振起動
方法によれば、クレーン装置やキャリッジ20におい
て、加速・減速後に、制御対象物に振動が発生すること
を防止できるが、この発明は、上記のクレーン装置やキ
ャリッジ20の外、式(7)の運動方程式に該当するす
べての機構を有する装置にも応用することができる。
As described above, according to the vibration suppression starting method according to the present invention, it is possible to prevent the crane device and the carriage 20 from generating vibrations on the controlled object after acceleration / deceleration. In addition to the above-described crane device and carriage 20, the present invention can be applied to a device having all the mechanisms corresponding to the equation of motion of Expression (7).

【0055】すなわち、式(7)において、mは制御対
象点の質量,xは制御対象点の変位(一般化座標),c
は粘性摩擦係数,kは復元力,fは駆動点の変位(外
力)を示している。そして、この発明が使用可能な装置
は、これらに該当する要素を含み、かつその要素の少な
くとも1個は時間とともに共振周波数が変化する時変パ
ラメーターである時変振動機構を有するものであればよ
い。
That is, in the equation (7), m is the mass of the control target point, x is the displacement (generalized coordinates) of the control target point, c
Represents a viscous friction coefficient, k represents a restoring force, and f represents a displacement (external force) of a driving point. An apparatus to which the present invention can be used may include any element corresponding to these elements, and at least one of the elements has a time-varying vibration mechanism that is a time-varying parameter whose resonance frequency changes with time. .

【0056】[0056]

【発明の効果】以上のように、この発明による制振起動
方法では、使用する装置を共振周波数が時間とともに変
化する時変振動機構を有するものとしている。そして、
時変振動機構における時変パラメーターを時間の多項式
で表した運動方程式を立てるとともに、この装置で駆動
する制御対象物の加速の終了時に振動が生じない境界条
件を設定する。
As described above, in the vibration damping starting method according to the present invention, the device to be used has a time-varying vibration mechanism whose resonance frequency changes with time. And
A motion equation expressing a time-varying parameter in the time-varying vibration mechanism as a polynomial in time is established, and a boundary condition that does not cause vibration at the end of acceleration of a controlled object driven by this device is set.

【0057】そして、これらの運動方程式および境界条
件の式で係数を決定することが可能な次数の方程式を求
め、これらの式から求められる起動方式に沿うように装
置を駆動させるようになっている。このように、加速・
減速の終了時に振動が生じない条件を予め設定し、これ
を満足する起動方式を求めるため、駆動する装置は、振
動が発生しないための理想的な動作をするようになる。
Then, equations of an order whose coefficients can be determined by the equations of motion and the equations of the boundary conditions are obtained, and the apparatus is driven in accordance with the starting method obtained from these equations. . In this way, acceleration
At the end of deceleration, a condition under which vibration does not occur is set in advance, and a start-up method that satisfies this condition is determined. Therefore, the driving device operates ideally to prevent vibration.

【0058】したがって、加速・減速の終了と略同時に
制御対象物が停止するようになり、その結果、制御対象
物の起動から停止までの時間が短縮できるようになり作
業効率が大幅に改善される。また、これによって、制御
対象物の振動により生じる他の問題も解消できるように
なる。さらに、この発明は、時変振動機構を有する全て
の装置に利用することができるため、実用的効果が極め
て大である。
Therefore, the controlled object stops almost at the same time as the end of acceleration / deceleration. As a result, the time from start to stop of the controlled object can be shortened, and the working efficiency is greatly improved. . This also eliminates other problems caused by the vibration of the control target. Further, since the present invention can be used for all devices having a time-varying vibration mechanism, the practical effect is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一例で使用するクレーン装置の駆動
部の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a driving unit of a crane device used in an example of the present invention.

【図2】クレーン装置の要部の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a main part of the crane device.

【図3】クレーン装置におけるトロリーの移動と荷物の
振れの関係を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between movement of a trolley and swing of a load in the crane device.

【図4】加速方法を変えた場合のトロリーの加速度を示
す曲線図である。
FIG. 4 is a curve diagram showing the trolley acceleration when the acceleration method is changed.

【図5】加速方法を変えた場合のロープの振れ角度を示
す曲線図である。
FIG. 5 is a curve diagram showing a swing angle of a rope when an acceleration method is changed.

【図6】この発明の他の例で使用するキャリッジの正面
図である。
FIG. 6 is a front view of a carriage used in another example of the present invention.

【図7】プーリの回転の際の周方向の加速度と時間の関
係を示す曲線図である。
FIG. 7 is a curve diagram showing a relationship between circumferential acceleration and time when the pulley rotates.

【図8】プーリの回転の際の周方向の速度と時間の関係
を示す曲線図である。
FIG. 8 is a curve diagram showing a relationship between a circumferential speed and a time when the pulley rotates.

【図9】従来例による駆動力と制御対象点の関係を示す
説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between a driving force and a control target point according to a conventional example.

【図10】図7の駆動力を駆動点にかかる力と制御対象
点にかかる力とに分けて示した説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the driving force of FIG. 7 divided into a force applied to a driving point and a force applied to a control target point.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・・・駆動部 14・・・・・トロリー 15・・・・・ロープ 16・・・・・荷物 17,18・・プーリ 19・・・・・ベルト 20・・・・・キャリッジ 21・・・・・モータ c・・・・・・制振加速を示す実線 c’・・・・・制振加速による振れを示す曲線 10 Drive unit 14 Trolley 15 Rope 16 Luggage 17, 18 Pulley 19 Belt 20 Carriage 21 ················································ Curve indicating vibration due to vibration-damping acceleration

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】起動後、経時的に共振周波数が変化する時
変振動機構を有し、制御対象物を加速・減速させながら
運動させる装置における、上記制御対象物の振動を防止
する制振起動方法であって、時変パラメーターを時間の
多項式で表した上記時変振動機構に対応する運動方程式
を立てるとともに、この運動方程式における、上記制御
対象物の加速・減速終了時に振動が生じない境界条件の
式を設定し、上記運動方程式および上記境界条件の式で
係数を決定可能な次数の方程式を求めたのち、これらの
式から起動方式を求め、この起動方式によって制御対象
物の加速・減速制御を行うことを特徴とする時変振動機
構に用いる制振起動方法。
1. A vibration damping starter for preventing vibration of a control object in a device having a time-varying vibration mechanism whose resonance frequency changes with time after the start, and for moving the control object while accelerating and decelerating. A method, wherein a motion equation corresponding to the time-varying vibration mechanism, in which a time-varying parameter is expressed by a time polynomial, is established, and in this motion equation, boundary conditions under which vibration does not occur at the end of acceleration / deceleration of the controlled object. After determining the equations of the order whose coefficients can be determined by the above equations of motion and the above boundary conditions, the starting method is obtained from these equations, and the acceleration / deceleration control of the controlled object is performed by the starting method. A vibration damping activation method used for a time-varying vibration mechanism.
【請求項2】装置がクレーンで、時変パラメーターが巻
上げ巻下げにより伸縮するロープの長さであり、 m :荷物の質量[kg] l0 :初期ロープ長[m] l1 :ロープの単位時間当たりの長さの変化[m/s] θ :ロープの振れ角度[rad] D :粘性摩擦係数[Ns/m] g :重力加速度[m/s2 ] x :トローリの移動距離[m] のとき、運動方程式が、 【数1】 で、かつ、 T :加速終了までの時間[s] V :加速終了時のトロリーの速度[m/s] のとき、境界条件が式 【数2】 または式 【数3】 である請求項1に記載の時変振動機構に用いる制振起動
方法。
2. The apparatus is a crane, and the time-varying parameter is the length of the rope that expands and contracts by hoisting and lowering. M: mass of the load [kg] l 0 : initial rope length [m] l 1 : unit of the rope Change in length per time [m / s] θ: Rope deflection angle [rad] D: Viscous friction coefficient [Ns / m] g: Gravitational acceleration [m / s 2 ] x: Traveling distance of trolley [m] When, the equation of motion is And T: time until the end of acceleration [s] V: speed of the trolley at the end of acceleration [m / s] Or the formula The vibration suppression starting method used for the time-varying vibration mechanism according to claim 1.
【請求項3】装置がカッティングマシンやプロッタのよ
うにベルトやプーリを介してモータ駆動によりキャリッ
ジを左右に往復移動させる装置で、時変パラメーターが
ベルトのばね定数であり、 m :キャリッジの質量[kg] l :プーリ間の距離[m] l0 :モータ側のプーリから原点までの距離[m] x :原点からキャリッジまでの距離[m] y :駆動プーリの半径×回転角[m] k :単位長さにおけるベルトのばね定数[N] D :粘性摩擦係数[Ns/m] α :プーリ円周の平均加速[m/s2] のとき、運動方程式が、原点からキャリッジまでの距離
x,駆動プーリの半径×回転角yの特性を失わずに、式 【数4】 に近似でき、境界条件が、式 【数5】 または式 【数6】 である請求項1に記載の時変振動機構に用いる制振起動
方法。
3. A device, such as a cutting machine or a plotter, for reciprocating a carriage left and right by driving a motor through a belt or a pulley, wherein a time-varying parameter is a spring constant of the belt, and m is a mass of the carriage. kg] l: distance between pulleys [m] l 0 : distance from pulley on motor side to origin [m] x: distance from origin to carriage [m] y: radius of drive pulley x rotation angle [m] k : Belt spring constant at unit length [N] D: Viscous friction coefficient [Ns / m] α: Average acceleration of pulley circumference [m / s 2 ] At the time of motion, the equation of motion is the distance x from the origin to the carriage. , Without losing the characteristic of radius × rotation angle y of the driving pulley, And the boundary condition is given by the following equation. Or the formula The vibration suppression starting method used for the time-varying vibration mechanism according to claim 1.
【請求項4】使用する装置の運動方程式が、 m :制御対象点の質量[kg] x :制御対象点の変位[m] c :粘性摩擦係数[Nm/s] k :復元力[N/m] f :駆動点の変位[N] のとき式 【数7】 に該当する請求項1に記載の時変振動機構に用いる制振
起動方法。
4. The equation of motion of the apparatus to be used is as follows: m: mass of control target point [kg] x: displacement of control target point [m] c: viscous friction coefficient [Nm / s] k: restoring force [N / m] f: Equation [7] for the displacement [N] of the driving point A vibration damping activation method used for the time-varying vibration mechanism according to claim 1, which corresponds to (1).
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