JPH1045379A - 吊り荷の振れ状態検出装置 - Google Patents
吊り荷の振れ状態検出装置Info
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- JPH1045379A JPH1045379A JP20141396A JP20141396A JPH1045379A JP H1045379 A JPH1045379 A JP H1045379A JP 20141396 A JP20141396 A JP 20141396A JP 20141396 A JP20141396 A JP 20141396A JP H1045379 A JPH1045379 A JP H1045379A
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- JP
- Japan
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- trolley
- rope
- equation
- detector
- suspended load
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- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 メンテナンスが容易で、低コストかつ高精
度、高速度の振れ状態検出装置を提供する。 【構成】 レール１４上を走行するトロリー１からロー
プ等３を介して吊り荷４，６を吊り上げるクレーンにお
いて、吊り荷４，６の振れ方向の加速度を測定するよう
に配置した加速度計７と、トロリー１の位置を測定する
位置検出器８及びトロリー１の速度を計測する速度検出
器９と、トロリー１に加わる駆動力を測定する駆動力検
出器と、ロープ等３の長さを測定するロープ長検出器１
０と、上記加速度計７による加速度測定値、上記位置検
出器８による位置測定値、上記速度検出器９による速度
測定値、上記駆動力検出器により駆動力測定値及び上記
ロープ長検出器１０によるロープ長検出値を入力とし
て、トロリー１、ロープ等３、吊り荷４，６のダイナミ
クス並びに上記加速度計７の取り付け位置を考慮した観
測方程式から導出したカルマンフィルタにより、吊り荷
４，６の振れに関する状態量の推定値を計算する演算手
段１１，１２，１３とを備えることを特徴とする。
度、高速度の振れ状態検出装置を提供する。 【構成】 レール１４上を走行するトロリー１からロー
プ等３を介して吊り荷４，６を吊り上げるクレーンにお
いて、吊り荷４，６の振れ方向の加速度を測定するよう
に配置した加速度計７と、トロリー１の位置を測定する
位置検出器８及びトロリー１の速度を計測する速度検出
器９と、トロリー１に加わる駆動力を測定する駆動力検
出器と、ロープ等３の長さを測定するロープ長検出器１
０と、上記加速度計７による加速度測定値、上記位置検
出器８による位置測定値、上記速度検出器９による速度
測定値、上記駆動力検出器により駆動力測定値及び上記
ロープ長検出器１０によるロープ長検出値を入力とし
て、トロリー１、ロープ等３、吊り荷４，６のダイナミ
クス並びに上記加速度計７の取り付け位置を考慮した観
測方程式から導出したカルマンフィルタにより、吊り荷
４，６の振れに関する状態量の推定値を計算する演算手
段１１，１２，１３とを備えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロープ等及び荷の
振れ角度、振れ角速度等の振れ状態を測定する吊り荷の
振れ状態検出装置に関するものである。
振れ角度、振れ角速度等の振れ状態を測定する吊り荷の
振れ状態検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】まず、本明細書におけるクレーンのモデ
ルについて図１を用いて説明する。図１で、１は支持物
体であるトロリーである。トロリー１は、レール１４上
を水平に走行することができる。トロリー１下部の支点
２からは滑車４を吊り下げるためのロープ３が下がって
いる。滑車４の下部には吊り具となるリフター６がフッ
クにより取り付けられており、滑車４とリフター６はフ
ックである支点５を介して接続されている構造となる。
従って、これらを、滑車４とリフター６を二つの剛体と
する二重剛体振り子でモデル化できる。
ルについて図１を用いて説明する。図１で、１は支持物
体であるトロリーである。トロリー１は、レール１４上
を水平に走行することができる。トロリー１下部の支点
２からは滑車４を吊り下げるためのロープ３が下がって
いる。滑車４の下部には吊り具となるリフター６がフッ
クにより取り付けられており、滑車４とリフター６はフ
ックである支点５を介して接続されている構造となる。
従って、これらを、滑車４とリフター６を二つの剛体と
する二重剛体振り子でモデル化できる。
【０００３】トロリー１のレール１４上の位置をｘ、ト
ロリー１に加えられる水平方向の駆動力をｕ、滑車４の
質量をｍ1、重心をＧ1、一次振れの支点２から重心Ｇ1
までの距離をl1、リフター６の質量をｍ2、重心をＧ2、
二次振れの支点５（フックの部分）からリフター６の重
心Ｇ2までの距離をl2とする。更に、重心Ｇ1からリフタ
ー６の上端、つまり二次振れの支点５までの距離を
l1 *、二つの剛体がそれぞれ鉛直方向となす角度をθ1，
θ2、これらの剛体がもつ重心周りの慣性モーメントを
それぞれＩ1，Ｉ2とする。
ロリー１に加えられる水平方向の駆動力をｕ、滑車４の
質量をｍ1、重心をＧ1、一次振れの支点２から重心Ｇ1
までの距離をl1、リフター６の質量をｍ2、重心をＧ2、
二次振れの支点５（フックの部分）からリフター６の重
心Ｇ2までの距離をl2とする。更に、重心Ｇ1からリフタ
ー６の上端、つまり二次振れの支点５までの距離を
l1 *、二つの剛体がそれぞれ鉛直方向となす角度をθ1，
θ2、これらの剛体がもつ重心周りの慣性モーメントを
それぞれＩ1，Ｉ2とする。
【０００４】このようなクレーンにおいて、従来は滑車
４上若しくはリフター６の水平方向の加速度により、振
れを検出していた。図１では、リフター６上に加速度計
７を取り付けた状況を示している。尚、図示されていな
いがトロリー１に加える駆動力ｕを測定する駆動力検出
器も備えられている。
４上若しくはリフター６の水平方向の加速度により、振
れを検出していた。図１では、リフター６上に加速度計
７を取り付けた状況を示している。尚、図示されていな
いがトロリー１に加える駆動力ｕを測定する駆動力検出
器も備えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このようなクレーンに
おいては、ロープ３の振れについては周期が７〜８秒前
後の長周期波成分が観測されるが、滑車４若しくはリフ
ター６上に取り付けた加速度計の出力としては、図８
（ａ）に示すように、長周期波成分の他に、周期が２秒
前後の短周期波成分が重畳された信号となってしまう。
これは、リフター６の微少な二次振れが加速度信号に大
きく現れるからである。
おいては、ロープ３の振れについては周期が７〜８秒前
後の長周期波成分が観測されるが、滑車４若しくはリフ
ター６上に取り付けた加速度計の出力としては、図８
（ａ）に示すように、長周期波成分の他に、周期が２秒
前後の短周期波成分が重畳された信号となってしまう。
これは、リフター６の微少な二次振れが加速度信号に大
きく現れるからである。
【０００６】しかし、このような二次振れの変位は一次
振れである長周期波成分に比べて極めて小さいため、ロ
ープ３の振れ（一次振れ）を止めるという振れ止め制御
の観点からは重要ではない。このため、従来は図７に示
すように、加速度計７の出力である加速度信号を低域通
過フィルタ（Low-Pass Filter)１５に通し、長周期波成
分を取り出していた。しかし、この方法では、図８
（ｂ）に示すように、抽出したい長周期波成分と得られ
るフィルタの出力値との間に大きな位相遅れが生じてし
まい、この出力値を用いた振れ止め制御の制御性能が悪
化するという重大な問題を有するものであった。
振れである長周期波成分に比べて極めて小さいため、ロ
ープ３の振れ（一次振れ）を止めるという振れ止め制御
の観点からは重要ではない。このため、従来は図７に示
すように、加速度計７の出力である加速度信号を低域通
過フィルタ（Low-Pass Filter)１５に通し、長周期波成
分を取り出していた。しかし、この方法では、図８
（ｂ）に示すように、抽出したい長周期波成分と得られ
るフィルタの出力値との間に大きな位相遅れが生じてし
まい、この出力値を用いた振れ止め制御の制御性能が悪
化するという重大な問題を有するものであった。
【０００７】また、光学系を用いた画像処理方式による
振れ状態検出装置も提案されており、所望の目的はある
程度達成できるものの、コストが高くなり、かつ、光学
系のメンテナンスが頻繁に必要になるなど実用上問題の
多いものであった。
振れ状態検出装置も提案されており、所望の目的はある
程度達成できるものの、コストが高くなり、かつ、光学
系のメンテナンスが頻繁に必要になるなど実用上問題の
多いものであった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような実状に鑑み、
本発明においては、トロリー１、ロープ３、滑車４及び
リフター６からなるトロリーと吊り下げ部分全体のダイ
ナミクスを状態方程式を用いて表し、また、加速度計７
を滑車４若しくはリフター６上に取り付けたときの観測
方程式を構成し、これらの式で表される測定対象を線形
動的システムとして扱うことで、これにカルマンフィル
タを適用する振れ状態検出装置を提案する。まず、トロ
リー１、ロープ３、滑車４及びリフター６のダイナミク
スを検討する。図１のモデルにおいて、運動エネルギー
は次のようになる。
本発明においては、トロリー１、ロープ３、滑車４及び
リフター６からなるトロリーと吊り下げ部分全体のダイ
ナミクスを状態方程式を用いて表し、また、加速度計７
を滑車４若しくはリフター６上に取り付けたときの観測
方程式を構成し、これらの式で表される測定対象を線形
動的システムとして扱うことで、これにカルマンフィル
タを適用する振れ状態検出装置を提案する。まず、トロ
リー１、ロープ３、滑車４及びリフター６のダイナミク
スを検討する。図１のモデルにおいて、運動エネルギー
は次のようになる。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここに、（ｘG1，ｙG1）、（ｘG2，ｙG2）
はそれぞれ二つの剛体の重心Ｇ1，Ｇ2の座標である。
はそれぞれ二つの剛体の重心Ｇ1，Ｇ2の座標である。
【００１１】
【数２】
【００１２】また、滑車４とリフター６の位置エネルギ
ーは、リフター６が最下点にある位置を基準として次の
ように表される。
ーは、リフター６が最下点にある位置を基準として次の
ように表される。
【００１３】
【数３】
【００１４】いま、支点２、支点５からの重心Ｇ1，Ｇ2
までの距離l1，l2は長く、且つ、振れ角θ1，θ2は１〜
２度と非常に小さい。従って、ロープ３の巻き上げ、巻
き下げに伴う外部からのエネルギーは上下方向と基準位
置エネルギーにのみ影響を与えることとなり、それゆえ
水平方向、つまり、一般化座標ｘ，θ1，θ2についての
トロリー１、滑車４、リフター６の運動方程式には影響
を与えないと考えられる。よって、一般化座標ｘ，
θ1，θ2についてのトロリー１、滑車４、リフター６の
運動方程式を得るべく、上で求めた位置エネルギー、運
動エネルギーをLagrangeの運動方程式に入力すれば、次
式を得る。このとき、l1は時変量として扱う。
までの距離l1，l2は長く、且つ、振れ角θ1，θ2は１〜
２度と非常に小さい。従って、ロープ３の巻き上げ、巻
き下げに伴う外部からのエネルギーは上下方向と基準位
置エネルギーにのみ影響を与えることとなり、それゆえ
水平方向、つまり、一般化座標ｘ，θ1，θ2についての
トロリー１、滑車４、リフター６の運動方程式には影響
を与えないと考えられる。よって、一般化座標ｘ，
θ1，θ2についてのトロリー１、滑車４、リフター６の
運動方程式を得るべく、上で求めた位置エネルギー、運
動エネルギーをLagrangeの運動方程式に入力すれば、次
式を得る。このとき、l1は時変量として扱う。
【００１５】
【数４】
【００１６】
【数５】
【００１７】ここに、各係数は、以下のとおりである。
【００１８】
【数６】
【００１９】いま、次式（１０）〜（１２）のように
Ｂ，Ｃ，Ｄをおくと、（６）、（７）、（８）式は（１
３）のように書ける。
Ｂ，Ｃ，Ｄをおくと、（６）、（７）、（８）式は（１
３）のように書ける。
【００２０】
【数７】
【００２１】
【数８】
【００２２】ここに、Ｇ，Ｈ，Ｐは、次のように表され
る。
る。
【００２３】
【数９】
【００２４】いま、次式で定義される状態変数ｘ(t)を
導入すれば、（１４）式は次のように書き換えられる。
導入すれば、（１４）式は次のように書き換えられる。
【００２５】
【数１０】
【００２６】但し、Ａ(t),ｂは、次式で表される。
【００２７】
【数１１】
【００２８】これが、トロリー１、ロープ３、滑車４、
リフター６の従うダイナミクスとなる。しかし、空気抵
抗やワイヤの摩擦等により、これらの運動は正確に（１
８）式で表されるわけではない。そのためここでは、平
均値ゼロ、分散σi 2（１≦ｉ≦３）の白色ガウス雑音ｗ
i(t)(１≦ｉ≦３）を（１８）式のダイナミクスに加
え、（１８）式で表現できない部分を補正できるように
した。つまり、次のダイナミクスを採用する。
リフター６の従うダイナミクスとなる。しかし、空気抵
抗やワイヤの摩擦等により、これらの運動は正確に（１
８）式で表されるわけではない。そのためここでは、平
均値ゼロ、分散σi 2（１≦ｉ≦３）の白色ガウス雑音ｗ
i(t)(１≦ｉ≦３）を（１８）式のダイナミクスに加
え、（１８）式で表現できない部分を補正できるように
した。つまり、次のダイナミクスを採用する。
【００２９】
【数１２】
【００３０】但し、Ｗ(t)=(w1(t),w2(t),w3(t))Tであ
り、Γは下式に示す定数行列とした。これは、ｘ(t),θ
1(t),θ2(t)が滑らかに変化するように考慮したからで
ある。尚、T は、転置行列を表す。
り、Γは下式に示す定数行列とした。これは、ｘ(t),θ
1(t),θ2(t)が滑らかに変化するように考慮したからで
ある。尚、T は、転置行列を表す。
【００３１】
【数１３】
【００３２】次に、加速度計７の配置と観測方程式の構
成について検討する。加速度計７をリフター６上、振動
方向に配置する場合を考える。設置位置は、二次振れの
支点からl2′下方である。このとき、加速度計７の設置
箇所の座標を（ｘa，ｙa）とすると設置点のｘ及びｙ方
向の加速度はそれぞれ次式で表される。
成について検討する。加速度計７をリフター６上、振動
方向に配置する場合を考える。設置位置は、二次振れの
支点からl2′下方である。このとき、加速度計７の設置
箇所の座標を（ｘa，ｙa）とすると設置点のｘ及びｙ方
向の加速度はそれぞれ次式で表される。
【数１４】
【００３３】加速度計の原理により、加速度計内の質点
にはこの加速度と逆方向の加速度が加わること及び重力
加速度による加速度計出力の影響がｇsinθ2≒ｇθ2で
現れることを考慮すれば、結局これらの値を加えたもの
が最終的に加速度計７に出力される。
にはこの加速度と逆方向の加速度が加わること及び重力
加速度による加速度計出力の影響がｇsinθ2≒ｇθ2で
現れることを考慮すれば、結局これらの値を加えたもの
が最終的に加速度計７に出力される。
【００３４】
【数１５】
【００３５】（２５）式を状態変数ベクトルを用いて表
し、観測データがサンプリングタイムΔＴ毎に得られる
ことを考慮すれば、次式で示される観測方程式が得られ
る。
し、観測データがサンプリングタイムΔＴ毎に得られる
ことを考慮すれば、次式で示される観測方程式が得られ
る。
【００３６】
【数１６】
【００３７】ここに、Ｈ，ｓは、次式のように定義され
る。
る。
【００３８】
【数１７】
【００３９】l1が時変のため、l1 *，l2′，ｇ以外の諸
量も時間と共に変化し、そのため、Ｈk，ｓk-1は時変量
となる。また、ｘk，ｕkはそれぞれｋ番目のサンプリン
グ時刻における状態量ｘ(kΔT)及び駆動力ｕ(kΔT)を表
す。また、ｙkは、ｋサンプリング時刻における加速度
計７、トロリー位置検出器８、トロリー速度検出器９の
出力（観測）ベクトルを表す。ｖkは、ｋサンプリング
時刻における観測雑音ベクトルを表す。加速度計７から
データを取り込むタイミングに合わせて、（１８）式の
ダイナミクスの方も同一サンプリングタイムで離散化す
ると、次式が得られる。
量も時間と共に変化し、そのため、Ｈk，ｓk-1は時変量
となる。また、ｘk，ｕkはそれぞれｋ番目のサンプリン
グ時刻における状態量ｘ(kΔT)及び駆動力ｕ(kΔT)を表
す。また、ｙkは、ｋサンプリング時刻における加速度
計７、トロリー位置検出器８、トロリー速度検出器９の
出力（観測）ベクトルを表す。ｖkは、ｋサンプリング
時刻における観測雑音ベクトルを表す。加速度計７から
データを取り込むタイミングに合わせて、（１８）式の
ダイナミクスの方も同一サンプリングタイムで離散化す
ると、次式が得られる。
【００４０】
【数１８】
【００４１】ここに、Ｆk，ｇkはそれぞれ、遷移行列、
駆動行列であり、それぞれ次のように定義される。尚、
下式において、Φ(t;τ)は下式のように定義される。
駆動行列であり、それぞれ次のように定義される。尚、
下式において、Φ(t;τ)は下式のように定義される。
【００４２】
【数１９】
【００４３】また、Ｗkは、下式で定義される平均値ゼ
ロ、共分散Ｗの白色ガウス雑音である。尚、下式におい
て、Ｅは期待値記号を表す。
ロ、共分散Ｗの白色ガウス雑音である。尚、下式におい
て、Ｅは期待値記号を表す。
【００４４】
【数２０】
【００４５】結局、ロープ３、リフター６の振れ状態の
計測は、（２６）（２９）式の線形動的システムの状態
推定問題に帰着できる。システムは線形であるから、
（２６）式の観測雑音ｖkの白色性を仮定すれば、推定
に次のカルマンフィルタが適用できる（参考文献「応用
カルマンフィルタ」、片山 徹著、朝倉書店発行、１９
８３年）。
計測は、（２６）（２９）式の線形動的システムの状態
推定問題に帰着できる。システムは線形であるから、
（２６）式の観測雑音ｖkの白色性を仮定すれば、推定
に次のカルマンフィルタが適用できる（参考文献「応用
カルマンフィルタ」、片山 徹著、朝倉書店発行、１９
８３年）。
【００４６】
【数２１】
【００４７】ただし、Ｋk，Λkは次式で表される。
【数２２】
【００４８】ここに、Ｒは観測雑音の分散値である。滑
車４及びリフター６の質量ｍ1，ｍ2、重心、加速時計７
の支点２、支点５からの取り付け位置l1，l2，l1 *、慣
性モーメントＩ1，Ｉ2は、設計仕様及び実験等により概
略値が計算できる。そして、これらの値を用いることに
より、上記カルマンフィルタを構成し、加速度計７、ト
ロリー位置検出器８、トロリー速度検出器９の信号を入
力することで、ロープ３及びリフター６の振れ状態の推
定値を逐次計算して得ることができる。
車４及びリフター６の質量ｍ1，ｍ2、重心、加速時計７
の支点２、支点５からの取り付け位置l1，l2，l1 *、慣
性モーメントＩ1，Ｉ2は、設計仕様及び実験等により概
略値が計算できる。そして、これらの値を用いることに
より、上記カルマンフィルタを構成し、加速度計７、ト
ロリー位置検出器８、トロリー速度検出器９の信号を入
力することで、ロープ３及びリフター６の振れ状態の推
定値を逐次計算して得ることができる。
【００４９】
【作用】このように、吊り下げ部分全体のダイナミクス
及び加速度計７の取り付け位置を考慮した観測方程式で
表される測定対象について、カルマンフィルタを適用し
た振れ状態検出装置を構成したので、リフター６の二次
振れによる短周期波成分が重畳された加速度信号（図
４）が入力されても、ロープ３の振れ角である長周期波
成分を得ることができる（図５）。
及び加速度計７の取り付け位置を考慮した観測方程式で
表される測定対象について、カルマンフィルタを適用し
た振れ状態検出装置を構成したので、リフター６の二次
振れによる短周期波成分が重畳された加速度信号（図
４）が入力されても、ロープ３の振れ角である長周期波
成分を得ることができる（図５）。
【００５０】また、本発明による振れ状態検出装置にお
いては、ロープ３の振れ角の推定値のみならずロープ３
の振れ角速度の推定値（図６）やリフター６の状態の推
定値も得ることができるので、より高精度な制御の適用
が考えられ、この点でも有用である。
いては、ロープ３の振れ角の推定値のみならずロープ３
の振れ角速度の推定値（図６）やリフター６の状態の推
定値も得ることができるので、より高精度な制御の適用
が考えられ、この点でも有用である。
【００５１】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図２、図３を用い
て説明する。図２は、本実施例による振れ状態検出装置
のブロック図である。図で、７はリフター６上に取り付
けられた加速度計、８はトロリー位置検出器、９はトロ
リー速度検出器、１０はロープ長検出器である。１３
は、いくつかのロープ長について前もって計算しておい
た遷移行列、観測行列等の定数を保持するための定数記
憶部である。１２は、ロープ長検出器１０で検出された
ロープ長に基づいて、定数記憶部１３からロープ長に対
応する遷移行列、観測行列等の定数を取り出す補間計算
部である。
て説明する。図２は、本実施例による振れ状態検出装置
のブロック図である。図で、７はリフター６上に取り付
けられた加速度計、８はトロリー位置検出器、９はトロ
リー速度検出器、１０はロープ長検出器である。１３
は、いくつかのロープ長について前もって計算しておい
た遷移行列、観測行列等の定数を保持するための定数記
憶部である。１２は、ロープ長検出器１０で検出された
ロープ長に基づいて、定数記憶部１３からロープ長に対
応する遷移行列、観測行列等の定数を取り出す補間計算
部である。
【００５２】１１は、加速度計測値、トロリー位置、ト
ロリー速度を入力として、補間計算部１２で計算した遷
移行列、観測行列などの定数を用いて、カルマンフィル
タによりロープ及び吊荷の状態の推定を行うための状態
推定演算部である。状態推定演算部１１及び補間計算演
算部１２は、図３に示すフローチャートに従い、次の処
理を実行する。
ロリー速度を入力として、補間計算部１２で計算した遷
移行列、観測行列などの定数を用いて、カルマンフィル
タによりロープ及び吊荷の状態の推定を行うための状態
推定演算部である。状態推定演算部１１及び補間計算演
算部１２は、図３に示すフローチャートに従い、次の処
理を実行する。
【００５３】この処理が起動されると、予め、初期値と
して、状態量の推定値、推定誤差共分散値Ｐ0/-1を準備
し、カウンターｋを０にリセットする（ステップＳ
１）。以後の処理は、一定の周期ΔＴで繰り返し実行さ
れる。
して、状態量の推定値、推定誤差共分散値Ｐ0/-1を準備
し、カウンターｋを０にリセットする（ステップＳ
１）。以後の処理は、一定の周期ΔＴで繰り返し実行さ
れる。
【００５４】先ず、ロープ長l1の取り込みを行う（ステ
ップＳ２）。次に、ロープ長測定値l1に対応する遷移行
列、駆動行列、観測行列、遷移雑音共分散を定数記憶部
１３から取り出して設定する（ステップＳ３）。そし
て、カルマンゲインを計算する（ステップＳ４）。
ップＳ２）。次に、ロープ長測定値l1に対応する遷移行
列、駆動行列、観測行列、遷移雑音共分散を定数記憶部
１３から取り出して設定する（ステップＳ３）。そし
て、カルマンゲインを計算する（ステップＳ４）。
【００５５】
【数２３】
【００５６】
【数２４】
【００５７】更に、加速度測定値ｙkとカルマンゲイン
Ｋk及び観測行列Ｈを用いて状態推定値の計算を行う
（ステップＳ６）。
Ｋk及び観測行列Ｈを用いて状態推定値の計算を行う
（ステップＳ６）。
【００５８】
【数２５】
【００５９】上記のように計算した状態推定値のうち、
ロープ３の振れ角の推定値を検出結果として出力する
（ステップＳ７）。
ロープ３の振れ角の推定値を検出結果として出力する
（ステップＳ７）。
【００６０】次の周期の計算の準備として、予測推定値
及び推定誤差共分散行列Ｐk+1/kの計算を行う（ステッ
プＳ８）。予測推定値の計算は次式により行う。
及び推定誤差共分散行列Ｐk+1/kの計算を行う（ステッ
プＳ８）。予測推定値の計算は次式により行う。
【００６１】
【数２６】
【００６２】推定誤差共分散行列の計算は次式により行
う。
う。
【００６３】
【数２７】
【００６４】カウンターを進める（ステップＳ９）。
【数２８】
【００６５】以後、ステップＳ１に戻って、処理を繰り
返し実行する。このような処理を一定の周期で繰り返し
行うことにより、測定した加速度からロープ３の振れ角
の推定値を計算することができる。
返し実行する。このような処理を一定の周期で繰り返し
行うことにより、測定した加速度からロープ３の振れ角
の推定値を計算することができる。
【００６６】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明によれば、トロリーからロープ等を介
して吊り荷を吊り上げるクレーンにおいて、ロープ等及
び荷の振れ角度、振れ角速度等の振れ状態を測定するこ
とができるメンテナンスが容易で低コスト、かつ高精度
・高速な振れ状態検出装置を構成することができる。
たように、本発明によれば、トロリーからロープ等を介
して吊り荷を吊り上げるクレーンにおいて、ロープ等及
び荷の振れ角度、振れ角速度等の振れ状態を測定するこ
とができるメンテナンスが容易で低コスト、かつ高精度
・高速な振れ状態検出装置を構成することができる。
【図１】トロリー、ロープ、滑車及びリフターを表すモ
デル図である。
デル図である。
【図２】本発明の一実施例における振れ状態検出装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】状態推定演算部及び補間計算部において実行さ
れる処理の一例のフローチャートである。
れる処理の一例のフローチャートである。
【図４】本発明による振れ状態検出装置の出力特性図で
ある。
ある。
【図５】本発明による振れ状態検出装置の出力特性図で
ある。
ある。
【図６】本発明による振れ状態検出装置の出力特性図で
ある。
ある。
【図７】従来の振れ状態検出装置を表すブロック図であ
る。
る。
【図８】従来の振れ状態検出装置の出力特性図である。
１ トロリー（支持物体） ２ ロープの支点 ３ ロープ ４ 滑車 ５ リフターの支点 ６ リフター（吊り具） ７ 加速度計 ８ トロリー位置検出器 ９ トロリー速度検出器 １０ ロープ長検出器 １１ 状態推定演算部 １２ 定数設定部 １３ 定数記憶部 １５ ローパスフィルタ
Claims (2)
- 【請求項１】 レール上を走行するトロリーからロープ
等を介して吊り荷を吊り上げるクレーンにおいて、 吊り荷の振れ方向の加速度を測定するように配置した加
速度計と、 トロリーの位置を測定する位置検出器及びトロリーの速
度を計測する速度検出器と、 トロリーに加わる駆動力を測定する駆動力検出器と、 ロープ等の長さを測定するロープ長検出器と、 上記加速度計による加速度測定値、上記位置検出器によ
る位置測定値、上記速度検出器による速度測定値、上記
駆動力検出器による駆動力測定値及び上記ロープ長検出
器によるロープ長検出値を入力として、トロリー、ロー
プ、吊り荷のダイナミクス並びに上記加速度計の取り付
け位置を考慮した観測方程式から導出したカルマンフィ
ルタにより、吊り荷の振れに関する状態量の推定値を計
算する演算手段とを備えることを特徴とする吊り荷の振
れ状態検出装置。 - 【請求項２】 前記吊り荷は、二重剛体振り子でモデル
化できる滑車及び該滑車に支点を介して接続される吊り
具となるリフターであることを特徴とする請求項１記載
の吊り荷の振れ状態検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20141396A JPH1045379A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 吊り荷の振れ状態検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20141396A JPH1045379A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 吊り荷の振れ状態検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1045379A true JPH1045379A (ja) | 1998-02-17 |
Family
ID=16440681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20141396A Withdrawn JPH1045379A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 吊り荷の振れ状態検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1045379A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11322262A (ja) * | 1998-05-12 | 1999-11-24 | Shinko Electric Co Ltd | 懸垂式昇降装置 |
| JP2003156415A (ja) * | 2001-11-21 | 2003-05-30 | Shogo Tanaka | 物理モデルを用いた適応的パラメータ推定法による大型構造物の健全度点検方法およびその装置 |
| CN100337903C (zh) * | 2004-09-29 | 2007-09-19 | 天津港务局 | 集装箱岸边起重机小车两种运行速度的装置和控制方法 |
| JP2016120996A (ja) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | Ｉｈｉ運搬機械株式会社 | トロリ式クレーンの振れ止め制御方法及び装置 |
| WO2021166946A1 (ja) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | 株式会社東京測振 | 推定装置、振動センサシステム、推定装置により実行される方法、及びプログラム |
-
1996
- 1996-07-31 JP JP20141396A patent/JPH1045379A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11322262A (ja) * | 1998-05-12 | 1999-11-24 | Shinko Electric Co Ltd | 懸垂式昇降装置 |
| JP2003156415A (ja) * | 2001-11-21 | 2003-05-30 | Shogo Tanaka | 物理モデルを用いた適応的パラメータ推定法による大型構造物の健全度点検方法およびその装置 |
| CN100337903C (zh) * | 2004-09-29 | 2007-09-19 | 天津港务局 | 集装箱岸边起重机小车两种运行速度的装置和控制方法 |
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| WO2021166946A1 (ja) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | 株式会社東京測振 | 推定装置、振動センサシステム、推定装置により実行される方法、及びプログラム |
| JP2021131361A (ja) * | 2020-02-21 | 2021-09-09 | 株式会社東京測振 | 推定装置、振動センサシステム、推定装置により実行される方法、及びプログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |