JPS6138118B2 - - Google Patents

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JPS6138118B2
JPS6138118B2 JP2836379A JP2836379A JPS6138118B2 JP S6138118 B2 JPS6138118 B2 JP S6138118B2 JP 2836379 A JP2836379 A JP 2836379A JP 2836379 A JP2836379 A JP 2836379A JP S6138118 B2 JPS6138118 B2 JP S6138118B2
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JP
Japan
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control
speed
traveling body
stage
angle
Prior art date
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Expired
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JP2836379A
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English (en)
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JPS55123882A (en
Inventor
Satoru Fujita
Juichi Maruyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明のワイヤロープにより吊に荷を吊り下
げ、これと運搬するクレーンシステムなど荷役運
搬装置において、走行体を所望位置に位置決め
し、かつ吊り荷の振れ止め制御を行う制御方法に
関するものである。
以下、クレーンを例にとつて説明する。従来、
この種の制御方法として第1図、第2図に示すも
のがあつた。
第1図は吊り荷を吊さげるロープの振れ角をフ
イードバツクし、この振れ角を減少させるように
自動制御する方法に関するもので、図において、
1は速度パターン発生装置、2は速度制御ループ
で、この速度制御ループ系2は速度制御ループ系
の補償器2aと、サイリスタなどからなる主増幅
回路2bと、後述する走行体を駆動する電動機2
cと、この電動機2cの速度検出器2dと、修正
速度基準Vd1と上記電動機2cの検出速度Vmと
の備差をとる差分回路eとから構成されている。
3は歯車機構3aを介して電動機2cによつて駆
動される走行体で、この走行体3には一端にフツ
ク3bを有するロープ3cが設けられ、かつ、こ
のフツク3bを介してロープ3Cに吊り荷3dが
吊りさげられている。4は上記吊り荷3dの振れ
角θを検出し、この振れ角θの大きさを電気量で
ある電圧Vに変換する振れ角検出器、5はロープ
長lや振れ角θに応じて速度修正量を発生する回
路である。この回路5で発生された速度修正量
は、振れ角防止制御開始タイミング発生回路6に
よりゲート回路7のゲートを開閉することにより
加算回路8において速度基準Vdと加算される。
このように構成された制御系において、吊り荷3
dの振れ角θが大きくなり望ましくない状態にな
つた場合には速度修正量と速度基準Vdとを加算
し、速度制御ループ系2に所望値として与え上記
振れ角θを減少させる制御方法である。
第2図は最適制御理論を適用し、最短時間で走
行体を所望の位置に位置決めすると同時に吊り荷
の振れ角を0゜とすると制御方法に関するもの
で、図において、1〜3は第1図に示した構成要
素と同一または相当部分を示している。この制御
方法はあらかじめ大形計算機によつて求められた
最適制御を所望値として速度制御ループ系2に与
ることにより、最短時間で走行体3の位置決めを
するとともに吊り荷3の振れ角θを0゜とするよ
うな制御系を構成している。
上記のそれぞれの制御方法において、前者は吊
り荷3dの振れ角θを常に検出しながら吊り荷が
望ましくない方向に振れるとこの振れ角θをフイ
ードバツクしてこれを減少させるように速度修正
量を発生させ、速度基準Vdに加算し、速度制御
ープ系2に所望値Vd1として与えるものである。
すなわち、振れ角θを所定の範囲内におさえるよ
うに走行体3の速度制御をする方法であるため、
走行体3の位置決めができず、制御所要時間も長
くかかるものであつた。また、走行体3を追従移
動させるめに電動機2cのトルクに余裕をもたせ
なければならず不経済であるし、さらに走行体3
の移動に円滑さを欠き、機械系部分に悪影響を及
ぼすなどの欠点があつた。
一方、第2図で説明した制御方法は、最適制御
理論を適用し、吊り荷3dの振れ止め制御をしよ
うとするもので、この振れ止め制御を最短時間問
題として定式化し、走行体3を最短時間で所望の
位置に移動させ、かつ、吊り荷3dの振れ角θも
0゜となるようは速度パターンを大形計算機によ
りあらかじめ求解し、この最適制御値を速度基準
Vdとして速度制御ープ系2に与えて制御する方
法、すなわち、プログラム制御によるオープンル
ープ制御方法であるので、例えば突風や擦などの
外乱が制御系に入つた場合には吊り荷3dの振れ
止めや、走行体3の位置決めが有効に作用しない
という欠点があつた。
この発明は上記のような従来の欠点を除去する
ためになされたもので、所望する位置に走行体を
位置決めした後(以下これを第1段階の制御と称
す)、残留荷振れがあれば吊り荷の振れ角に応じ
た制御量と印加タイミングによつて上記荷振れを
止める(以下これを第2段階の制御と称す)こと
により、位置決め制御と振れ止め制御を同時に達
成する制御方法を提供することを目的としてい
る。
以下この発明の一実施例を図について説明す
る。第3図において、9は走行体3の移動距離
L、吊り荷3dのロープ長l、許容最大加速度α
maxなどのシステム・パラメータを任意に設定す
るための入力装置、10は準最適操作量を演算ま
たは決定するマイクロコンピユータなどの計算機
で、この計算機10において、10aは第1段階
における準最適操作量αsoptを求解する準最適制
御演算部、10bはこの方法制御をする制御実行
部である。2は第1図、第2図で説明したものと
同様の速度制御ループ系で、各構成要素2a,2
b,2c,2d,2eもそれぞれ同様のものであ
る。11は走行体3に設けられ、走行体3の走行
距離Xmを検出する検出器、10cはこの検出器
1の信号を受け、走行体11の信号を受け、走行
体3が望位置Xより△Xだけ手前に到達したこと
を判断する位置制御開始判断部である。
また、以下に示すものは制御系に外乱が入つた
場合に受ける影響を除去するために設けられたも
ので、4は第1段階の制御終了時に外乱の影響に
より生ずる吊り荷3dの振れ角θを検出する振れ
角検出器、10dは第1段階の制御終了時以降に
おいて吊り荷3dの最大振れ角θmaxが許容振れ
角値θdの範囲内にあるかどうかを判断し、か
つ、θmax>θdあれば第2段階の制御を開始さ
せ、θmax≦θdであればこの方法による制御を
終了させる制御終了判断部である。10eは外乱
により生じた振れ角θを最短時間で許容振れ角値
θd以下に制御する最適制御を決定する最適制御
決定部、10fはこの最適制御の決定を容易にす
るためのキーワード発生部である。
第4図は上記実施例による第1段階の制御のフ
ローチヤート、第5図は第2段階の制御のフロー
チヤートを示したものであり、また、第6図、第
7図はクレーンの自動運転における準最適制御の
一例を示したものである。
次に第3図〜第7図を用いてこの発明による制
御方法について説明する。
第1段階の制御では入力装置9から吊り荷3d
のロープ長l、走行体3の移動距離L、許容最大
加速度αmaxなどのシステム・パラメータが入力
されると、これに対応して最短時間で走行体3の
位置決めをすると同時に、吊り荷3dの振角θを
0゜とするような準最適制御が制御用計算機10
によつて演算される。
すなわち、準最適加速度の大きさαsopt、入力
切換え時刻T1,T2,T3を、上記システム・パラ
メータL、l、αmaxおよび加減速距離Loとを
パラメータとして準最適制御を求めれば、 αsopt=gL/2(2π)Lol・(1/n)≦
αmax T1=2Lo/√2 T2=L/√2 T3=(L+2Lo)/√2 ただし、g:重力の加速度、n:自然数であ
る。
一般に、準最適制御は第7図のように時間O→
T1においては一定加速度αsoptで加速、T1→T2
においては定速、T2→T3においては一定加速度
αsoptで減速となり、速度は台形パターンとな
る。
1段階の制御は上記各速度パターンを速度制御
ループ系2に所望値として与えること照よつて行
ない、走行位置検出器11により、所望位置決め
位置Xd=Lより△Xだけ手前のタイミングで位
置制御ループ系2に切り換え、走行体3の位置決
めを行なう。
上記第1段階の制御により、最短時間で走行体
3を所望位置に位置決めし、同時に吊り荷3dの
振れ角θを0゜とする。
ところが、上記制御期間中に外乱が入つた場合
には、吊り荷3dの振れ角θは0゜とならないの
で、この振れ角θを許容振れ角θd以下に制御す
る必要があり、これを第2段階の制御で行なう。
第1段階の制御終了時時に振れ角検出器4で吊り
荷3dの振れの状態を検出し、θd≧θmax(θ
maxは振れ角検出後のロープの最大振れ角)であ
ればこの方法による制御は終了ある。また、θd
<θmaxでれば、振れ角検出時刻から制御開始時
刻までの待ち時間TMと制御所要時間Tc2との和
を最小化し、荷振れを許容値θd以下にし、か
つ、走行体3を元の位置決めされた位置に戻す制
御、すなわち、第2段階の制御を行なう。
第2段階の制御では、残留振れ角θの検出後、
この振れ角θに応じた最適操作量と印加タイング
とを決定し、この印加タイミングになると第6
図、第7図に示すように一定加速度αsoptで加速
→減速→加速することにより、走行体3を元の位
置に戻すような速度パターンを所望値として速度
制御ループ系2に与え第2段階の制御を行なう。
なお、あらかじめ大形計算機による数値計算結
果をテープとして制御計算機10に記憶させてお
き、キーワード発生部10fから出力される必要
な減衰率εd、荷振れの状態θ,θをキーワード
そしてテーブル検索法により上記最適操作量と印
加タイミングを求めればよい。
このようにこの制御方法は第1段階、第2段階
の製御により任意のシステム・パラメータに対応
できる融通性をもち、この系に外乱が入つた場合
においても短時間で位置決め制御と振れ止め制御
とを行なうことができる。
また、上記実施例では準最適操作量決定部10
aにおいて、速度入力パターンを三角波または台
形パターンに限定して説明したが、入力拘束条件
としては最大加速度だけとしてもよい。なお、こ
の場合には最適加速度はバング・バング型とな
り、解析的には求解できないが、大形計算機によ
る数値計算によつて作製し、ーブル検索法を用い
て最適制御を決定することにより、第1段階の制
御に要する時間を短縮することができる。
以上のように本発明によれば、第1段階の制御
で外乱が入ても走行体の位置決めだけは実現して
多変数制御系の困難さを簡単化し、引き続いて第
2段階の制御で振れ角に応じた操作量とその印加
タイングを求めて残留留荷振れの制御を実行する
ことにより荷役運搬装置に拘束条件への配慮や制
御時間の最小化を実現することができるととも
に、更には、走行体の位置決め制御が任意のシス
テム・パメータに対して適用でかきるとともに、
この系に外乱が入つも走行体の位置決め制御と吊
り荷の振れ止め制御を短時間に高い精度で行なう
ことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の振れ止め制御方法の構成を示す
図、第2図は従来の最適制御理論を適用したプロ
グラム制御方法の構成を示す図、第3図はこの発
明による制御方法の構成を示す図、第4図、第5
図は第3図の動作を説明するためのフロー・チヤ
ート図、第6図、第7図は第3図の動作を説明す
るための準最適制御の一例を示す図である。 図において、1は速度パターン発生装置、2は
速度制御ループ系、3は走行体、3cはロープ、
3dは吊り荷、4は振れ角検出器、9は入力装
置、10は計算機、11は走行位置検出部であ
る。なお、図中同一符号は同一または相当部分を
示している。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 走行体に設けられた吊下手段で運搬物を吊り
    下げて走行移動させる荷役運搬装置の制御方法に
    おいて、あらかじめ定められたシステムパラメー
    タに応じた走行体の位置及び運搬物の振れ角零の
    操作量により走行移動の制御が行なわれる第1段
    階の制御と、この第1段階の制御の後で、かつ上
    記第1段階の制御と一運転サイクル中に実行さ
    れ、上記運搬物の振れ角が許容値以上のとき、そ
    の振れ角に応じた操作量とその印加タイミングに
    より振れ止めの制御が行なわれる第2段階の制御
    とを備えたことを特徴とする荷役運搬装置の制御
    方法。
JP2836379A 1979-03-12 1979-03-12 Method of controlling cargo work and conveyance equipment Granted JPS55123882A (en)

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JP2836379A JPS55123882A (en) 1979-03-12 1979-03-12 Method of controlling cargo work and conveyance equipment

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JP2836379A JPS55123882A (en) 1979-03-12 1979-03-12 Method of controlling cargo work and conveyance equipment

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JPS55123882A JPS55123882A (en) 1980-09-24
JPS6138118B2 true JPS6138118B2 (ja) 1986-08-27

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