KR101424024B1 - 물체흔들림 방지와 스프레더 자세 제어 시스템 - Google Patents

물체흔들림 방지와 스프레더 자세 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 크레인의 물체흔들림 방지와 스프레더 자세 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 스프래더 자세 제어 방법은, 크레인을 통해 운반되는 물체의 흔들림이 방지됨과 동시에 스프레더의 자세 제어가 이루어지도록 한 것으로, 크레인의 스프래더를 스프래더 자세 제어 시스템(SPCS : Spreader Position Control System)을 이용하여 제어할 때, 흔들림 제어시에 크레인의 트롤리에 장착된 앵글 센서의 불량으로 폐루프(close-loop) 구동시 수학적 모델에 의한 각 모션(트롤리, 겐트리 및 호이스트 모션)의 위치와 흔들림이 용이하게 제어될 수 있도록 한 장점이 있다.

Description

물체흔들림 방지와 스프레더 자세 제어 시스템{CONTROL SYSTEM FOR SPREADER POSITION}
본 발명은 컨테이너 운반용 크레인의 스프레더 자세 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 크레인을 통해 운반되는 물체의 흔들림이 방지됨과 동시에 스프레더의 자세 제어가 이루어지도록 한 컨테이너 운반용 크레인의 스프레더 자세 제어 방법에 관한 것이다.
원격지의 상품이동수단으로써 선박을 이용한 해상운송은, 타 운송수단에 비하여 에너지를 적게 사용하며 수송비용도 저렴하여 국제교역의 많은 부분을 차지하고 있다.
최근에는 컨테이너선과 같은 해상운송에 있어서, 운송의 효율을 향상시키기 위하여 대형화된 선박을 이용하게 되는데, 이는 선박의 수송량을 증가시켜 운송의 경제성을 확보하기 위한 것이다. 이에 따라 대형 선박을 접안시킬 수 있는 계류시설 및 하역시설을 구비한 항만이 점점 더 많이 요구되고 있다.
그러나, 대형 컨테이너선을 접안 시킬 수 있는 항구는 국내외에 한정되어 있으며, 이러한 항구의 건설에는 필요한 항만수심을 유지하기 위한 준설 등으로 인하여 많은 경비가 소요될 뿐만 아니라 넓은 장소가 요구된다. 또한, 대형 항구의 건설로 인하여 주변 교통 체증의 유발이나 해안환경의 파괴 등 주위의 환경에도 많은 영향을 끼치는 바, 대형 항구의 건설에는 많은 제약이 따르고 있다.
이에, 대형 선박을 항구 내의 안벽에 접안 시키지 않고, 육지로부터 떨어진 해상에 정박시킨 채로 화물을 선적 및 하역할 수 있는 이동항구(모바일 하버, Mobile Harbor)에 대한 연구가 진행되고 있다.
일반적으로, 컨테이너선에 선적된 컨테이너는 크레인을 통해 하역되는 데, 크레인은 컨테이너를 파지하며 수직방향으로 이동하는 스프레더와, 스프레더가 지지되어 종방향으로 이동하는 트롤리 및 트롤리가 이동하도록 안내하는 붐으로 구성될 수 있다.
스프레더는 호이스트 와이어 시스템을 사용하여 수직방향으로 이동하게 되는 데, 해상에서의 바람, 파랑, 또는 조류 등의 영향으로 선박과 스프레더의 요동 또는 움직임(흔들림 또는 뒤틀림)이 불가항력적으로 발생하게 되며 대표적으로는, 스웨이(sway), 트림(trim), 리스트(list), 스큐(skew)가 있을 수 있다.
그런데 종래의 크레인(1)에 의할 경우 크레인 붐(10)에서 이동하는 트롤리(20)와 그에 장착된 스프레더는 종방향으로만 이동할 수 있기 때문에 선박 또는 하역 물품의 요동으로 인하여 스프레더와 하역 대상인 컨테이너 간의 상대 위치가 유지되지 못할 때에는, 이들의 체결 또는 분리에 곤란함을 겪게 된다. 이러한 스프레더의 흔들림 또는 움직임이 있는 경우 이를 측정하기도 어려우며, 또한 이를 보정하기 위하여 크레인 또는 선박 자체를 이동시켜야 하므로 그 제어가 용이하지 않을뿐더러 많은 동력을 소모하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제2008-040624호
따라서, 본 발명은 종래 스프레더 제어 방법에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 크레인을 통해 운반되는 물체의 흔들림이 방지됨과 동시에 스프레더의 자세 제어가 이루어지도록 한 컨테이너 운반용 크레인의 스프레더 자세 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 상기 목적은, 크레인과 연동되는 스프래더 자세 제어 시스템(SPCS : Spreader Position Control System)이 구비된 원격지의 컨트롤 센터 서버로부터 작업 명령을 전송받는 단계; 작업 명령이 원격지의 서버로부터 수신되면, 상기 스프래더 자세 제어 시스템(SPCS)의 제어에 의해 상기 스프래더가 와이어 로프에 결합된 트롤리가 X축 방향 이동으로 안전 위치로 이동함과 동시에 겐트리가 Y축 방향의 목표 위치에 근접한 위치로 이동하는 단계; 상기 스프래더가 목표 위치에 근접하면, 스큐 모션 제어에 의해 상기 스프래더의 수평 방향 각도를 제어하여 목표 위치로 이동하는 단계; 상기 스프래더가 목표 위치에 도달하면, 호이스트가 작동하여 와이어 로프를 풀거나 감아서 목표 위치로 상기 스프래더를 이동시켜 컨테이너를 픽업하는 단계; 상기 스프래더에 컨테이너가 픽업되면, 상기 호이스트 구동에 의해 와이어 로프를 감거나 풀어서 상기 스프래더를 안전 위치로 이동시키고, 원격지로 상기 스프래더 자세 제어 시스템(SPCS)에 의해 트롤리와 겐트리 및 스큐 모션이 제어되며 이동하는 단계; 및 그리고, 상기 스프래더가 원격지의 목표 위치에 도달하면, 상기 호이스트의 모션에 의해서 와이어 로프를 풀거나 감아서 목표 위치에 컨테이너를 적치하는 단계;를 포함하는 크레인의 스프레더 자세 제어 방법이 제공됨에 의해서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 스프래더 자세 제어 방법은 크레인의 스프래더를 스프래더 자세 제어 시스템(SPCS : Spreader Position Control System)을 이용하여 제어할 때, 스큐 제어시에 크레인의 트롤리에 장착된 앵글 센서의 불량으로 폐루프(close-loop) 구동시 수학적 모델에 의한 각 모션(트롤리, 겐트리 및 호이스트 모션)의 위치와 흔들림이 용이하게 제어될 수 있도록 한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 스프래더의 제어에 영향을 미치는 로프의 길이와 컨테이너의 크기, 무게 등의 외적인 상태 변화에도 동일한 제어 특성을 가지는 규칙성을 수학적 모델을 통해 구현 가능하도록 한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 스프래더 위치 제어를 수행하기 위한 시스템 구성도
본 발명에 따른 스프래더 위치 제어 방법에 적용 가능한 크레인 모델의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 스프래더의 자세 제어 방법에 채용되는 수식들을 설명하기 위한 동적 시스템 구성도.
도 4는 본 발명에 적용 가능한 기본 속도 레퍼런스의 그래프
도 5는 본 발명에 따른 스프래더 제어시의 스프래더 진동의 임계 제동 속성이 도시된 그래프.
도 6과 도 7은 본 발명의 스프래더 자세 제어 방법의 각 근방정식에 의한 시뮬레이션 결과가 도시된 그래프.
본 발명에 따른 컨테이너 운반용 크레인의 스프레더 자세 제어 방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
먼저, 도 1은 본 발명의 스프래더 위치 제어를 수행하기 위한 시스템 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 크레인의 스프래더 위치 제어 방법을 수행하기 위한 스프래더 위치 제어 시스템은 컨트롤러(PLC, 100)와 컨트롤러(100) 제어용 인터버와, 각도 센서(120) 및 엔코더와 컨버터 등의 주변기기로 구성될 수 있다.
이때, 컨트롤러(100)는 트롤리와 겐트리 및 스큐 등의 스프래더 작동 머신(110)의 움직임에 필요한 속도 래퍼런스와 다양한 제어 신호를 인버터에 공급하고, 인버터는 각 스프래더 작동 머신에 설치된 모터의 속도를 제어할 수 있다.
또한, 엔코더는 스프레더의 위치를 제어하는 각 작동 머신의 속도와 위치를 피드백하는 구성요소로 인버터의 모든 속도 제어의 궤환 루프와 컨트롤러(100)에 의한 각 모션의 위치 제어의 궤환 루프로 구성될 수 있다.
그리고, 각도 센서(120)는 컨트롤러(100)에 의해 제어되는 스프래더 작동 머신 중 트롤리에 장착되고, 스프래더에 장착된 발광체인 비컨(130)의 각도를 측정하여 트롤리, 겐트리 및 스큐 방향으로의 스프래더의 치우침을 계산할 수 있는 정보를 제공한다.
즉, 각도 센서(120)는 일정한 지점에서 비컨(130)으로부터 발생된 위치 정보에 의한 스프래더의 각도 정보를 얻게 되며, 컨트롤러(100)는 스프래더의 동작에 대한 속도 데이터를 네트워크를 통해 인버터로 전송되도록 한다.
이와 같이 구성된 스프래더 위치 제어 시스템에 의한 스프래더 위치 제어 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 크레인 운반용 물체의 흔들림을 방지하고 스프래더의 위치 제어를 위한 전제 조건의 크레인 모델은 도 2와 같이 도시될 수 있다.
스프래더는 스프래더 작동 머신 중 트롤리 머신의 드럼에 와이어 로프(210)의 하단부에 지지되며, 자체의 구동부 없이 트롤리에 의해 X축, 겐트리에 의해 Y축, 및 호이스트에 의해 Z축 모션이 결정되어 공중에서 수동적인 위치가 결정될 수 있다.
또한, 와이어 로프(110) 단부에 설치되는 스프래더(도면 미도시)는 적어도 2개 이상의 발광체인 비컨이 설치되고, 각 비컨에서 발생된 신호의 조합에 의해 스프래더 자세의 뒤틀림 정도를 피드백받아서 뒤틀림 정도에 대하여 이를 제어하기 위한 속도 레퍼런스를 인버터로 송부하며, 스프래더가 설치된 와이어 로프(210)의 양측에 설치된 스큐(skew) 모터를 작동시켜 스프래더의 자세가 유지되도록 할 수 있다.
이때, 스프래더의 스큐 방향의 뒤틀림은 와이어의 불균형과 스프래더 및 스프래더에 안착된 컨테이너의 무게 등 여러가지 기계적 요소에 의한 외적인 요인에 의해서 발생될 수 있음에 따라 스프래더의 수평방향 위치 제어와 이에 따른 자세제어 및 그 제어 장치를 스프래더 위치 제어 시스템(SPCS : Spreader Position Control system)이라 하기로 한다.
다음, 도 2는 본 발명에 따른 스프래더 위치 제어 방법에 적용 가능한 크레인 모델의 구성도이다.
도 2에 도시된 크레인 모델을 기준으로 하여 스프래더 위치 제어 시스템의 컨트롤러를 통해 수집된 스프래더의 각도 정보에 의해서 스프래더의 제어 특성이 구별되는 바, 이에 대한 해석은 도 2의 크레인 모델을 통해 적용될 수 있는 아래의 라그랑쥬 함수(Lagrangian, 운동에너지에서 위치에너지를 뺀 값)가 적용된 미분 방정식인 라그랑쥬 방정식(Lagrange equation)을 통해 정의되어 크레인에서의 스프래더 위치 제어에 대한 알고리즘이 정리될 수 있다.
Figure 112012076307932-pat00001
Figure 112012076307932-pat00002
도 2와 수학식1, 수학식 2에서,
L은 로프의 길이이고,
θ는 로프의 흔들림(sway) 각도이며,
T는 운동에너지, V는 위치에너지이다.
다음, 수학식 1과 수학식 2를 통해 유도된 수학식 3과 수학식 4는 다음과 같다.
Figure 112012076307932-pat00003
Figure 112012076307932-pat00004
그리고, 수학식 2 내지 수학식 4를 통해 계산된 라그랑쥬 방정식, L은 수학식 5와 같이 계산될 수 있으며, 이를 정리하면 수학식 6과 같다.
Figure 112012076307932-pat00005
Figure 112012076307932-pat00006
또한, 수학식 6을 미분하면 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112012076307932-pat00007
다음, 수학식 1의 두번째 항은 수학식 8과 같이 정리될 수 있다.
Figure 112012076307932-pat00008
상기 수학식 7과 수학식 8에서 스프래더의 0°(zero angle)와 근사값, 즉
Figure 112012076307932-pat00009
의 근사값이 적용될 때, 수학식 1은 다음의 수학식 9와 같이 정리될 수 있다.
Figure 112012076307932-pat00010
이와 같이, 도 2에 도시된 모델을 통한 흔들림 방지(anti-sway) 알고리즘의 동적 방정식은 트롤리 또는 겐트리의 속도에 의해 아래의 수학식 10과 같이 나타낼 수 있으며, 수학식 10으로부터 라플라스(Laplace's) 변환에 의해 수학식 11과 수학식 12의 오픈-루프 변환 함수로 정리될 수 있다.
Figure 112012076307932-pat00011
Figure 112012076307932-pat00012
Figure 112012076307932-pat00013
또한, 아래에 기재된 수학식 13 내지 수학식 15를 이용하여 수학식 16의 오픈-루프에서의 등가 변환 함수가 개시될 수 있다.
Figure 112012076307932-pat00014
Figure 112012076307932-pat00015
Figure 112012076307932-pat00016
Figure 112012076307932-pat00017
여기서, s는 s-평면(라프라스 평면)에서의 복소수로 도 3에 도시된 간단한 동적 시스템을 통해 분석될 수 있으며, 이를 치환된 미분방정식으로 유도하면 수학식 17과 같이 나타낼 수 있고, 수학식 18은 수학식 17이 라플라스 변환된 것이다.
Figure 112012076307932-pat00018
Figure 112012076307932-pat00019
이에 따른 기본 속도 레퍼런스는 도 4와 그래프와 같이 설정될 수 있다.
다음, 본 발명의 시스템에서의 근 배치에 의한 피팅 이득(fitting gain)을 구해보면, 이득(gain)은 트롤리와 겐트리 및 스큐의 각 모션의 위치와 흔들림을 제어하기 위한 속도 래퍼런스를 결정하게 되는 데, 이를 통해 크레인 모델에 대한 제어량이 산출될 수 있다.
아래의 수학식 19, 수학식 20 및 수학식 21은 상기 수학식 16의 특성 방정식의 근(roots)을 구하는 식으로, 음(-)의 실수중근을 가질 때 임계 제동 속성(critical damping property)을 가진다.
Figure 112012076307932-pat00020
Figure 112012076307932-pat00021
Figure 112012076307932-pat00022
여기서, Ki는 -0.1의 최소값, Kd는 (L-1)으로 결정되며, Kp는 로프의 길이(L)가 15m 일 때, -6.2960이다.
이와 같은 수학식에 따른 시뮬레이션 결과, 외적 요소인 Vref 0.75m/s일 때, 도 5의 그래프와 같이 진동의 임계 제동 속성이 나타날 수 있다.
따라서, 본 발명에 적용되는 진동 방지 컨트롤러는 앞서 설명된 제약 조건에 따라 설계되어야 한다.
한편, 본 발명에 채용되는 스프래더 위치 제어 시스템의 피팅 이득(gain fitting)을 얻는 과정은 다음과 같다.
본 발명에서, P-피팅 이득(P-Gain fitting)은 Ki = 0, Kd = 0 일 때, Kp는 수학식 22와 같이 나타낼 수 있으며, 수학식 22에 의한 시뮬레이션된 로프의 길이는 표 1과 같이 나타낼 수 있고, 수학식 22에서 선택된 근방정식은 수학식 23와 같다.
Figure 112012076307932-pat00023
Figure 112012076307932-pat00024
Figure 112012076307932-pat00025
이때, 도 6과 도 7은 L=15m, Vr=1.125m/s 일 때, 각 근방정식에 의한 시뮬레이션 결과가 도시된 그래프이다.
이 경우, R=-L/2 일 때 진동 각도가 크고, R=-2L 일 때 진동각도가 작게 형성됨을 알 수 있다.
다음, P-이득(P-Gain)과 D-이득(D-Gain)을 통해 진동(sway)은 Kp가 감소할 때와 Kd가 증가할 때 수렴될 수 있으며, 이때 Kp는 수학식 24와 같이 결정될 수 있다.
Figure 112012076307932-pat00026
그리고, Kd는 수학식 25와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112012076307932-pat00027
그리고, Kp와 Kd는 표 2와 같이 다양한 로프 길이에 의해 결정될 수 있다.
Figure 112012076307932-pat00028
한편, 앞서 계산된 피팅 이득(Gain fitting)에 의해 결정된 속도 래퍼런스에 의해 제어 모드가 결정되는 데, 트롤리 또는 겐트리가 접근 거리에서 먼 거리에 있을 때에는 AS(anti-sway) 모드에 의해 속도 래퍼런스가 계산되며, 트롤리 또는 겐트리가 접근 거리에서 가까운 거리에 있을 때에는 ASAP(anti sway with auto position) 모드로 변경되어 속도 래퍼런스가 계산될 수 있다.
상기와 같이 전개되는 수학식들에 의한 수학적 모델에 의해 계산되는 제어량은 스프래더의 메뉴얼 운전시 호이스트의 높이, 즉 로프의 길이와 컨테이너의 무게와 길이 등에 의한 외적인 요소들의 상태 변화에도 스프래더의 동일한 제어 특성을 갖는 제어 요소들의 규칙성을 찾을 수 있다.
한편, 앞서 언급된 수학식들에 의한 수학적 모델을 통해 스프래더의 자세 제어 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 크레인과 연동되는 스프래더 자세 제어 시스템(SPCS : Spreader Position Control System)이 구비된 원격지의 컨트롤 센터의 서버로부터 작업 명령을 전송받는다.
작업 명령이 원격지의 서버로부터 수신되면, 스프래더는 호이스트에 의해 안전 위치로 이동하게 되는 데, 스프래더가 와이어 로프에 의해 결합된 트롤리가 X축 방향 이동으로 안전 위치로 이동함과 동시에 겐트리가 Y축 방향의 목표 위치로 이동하게 된다.
이때, 트롤리와 겐트리에 의해 안전 위치와 목표 위치로 스프래더가 이동하는 동안의 스프래더의 진동에 대한 임계 제동 속성은 앞서 설명한 수학식 19의 특성 방정식에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어, 원격지의 서버로부터 "수원지(source)에 있는 컨테이너를 원격지(Destination)로 옮겨라"라는 명령이 전달되면, 이는 X축, Y축으로 트롤리와 겐트리를 이동시켜 'Source[30 Slot][4 row][3 Level] Destination[20 Slot][2 row][2 Level]'의 내용이 포함될 수 있다.
스프래더는 목표 위치인 [30 Slot][4 row]에 근접하면, 원격지의 서버와 연동하는 스프래더 자세 제어 시스템(SPCS)에 의해 제어되어 겐트리와 트롤리가 흔들림없이 목표 위치에 도달되도록 한다.
이때, 스프래더의 이동시 겐트리와 트롤리 및 스큐의 모션 제어는 앞서 언급된 수학식들의 근 배치에 의해 얻어지는 이득(Gain)에 의해 결정되는 속도 래퍼런스에 의해 제어될 수 있다.
즉, 스프래더가 연결된 로프의 길이에 대한 속도 래퍼런스의 결정 조건으로 앞서 언급된 수학식 22와 수학식 23에 의해 최소한의 흔들림이 발생되게 진동을 억제하여 목표 위치로 이동할 수 있도록 한다.
그리고, 스프래더의 트롤리와 겐트리 모션 외에 스큐 모션에 대한 제어는 수평 방향의 스프래더의 각도를 제어하게 되는 데, 스프래더에 장착된 비컨(발광부)으로부터 조사된 빔의 각도, 즉 2개 이상의 비컨(발광부) 신호의 조합으로 트롤리에 장착된 앵글 센서(수광부)에 얻어지는 각도를 감지하여 결정되며, 상기 스프래더가 연결된 로프에서 컨테이너의 무게, 길이에 의한 결정 조건으로 스프래더의 흔들림 각도를 제어할 수 있으며, 아래의 수학식에 의해 결정될 수 있다.
Figure 112012076307932-pat00029
한편, 앵글 센서의 불량 및 고장시에는 앞서 언급된 수학식들의 근 배치에 의해 얻어지는 이득(Gain)에 의해 결정되는 흔들림 각도에 의해 스프래더의 흔들림 모션 제어가 이루어질 수 있다.
즉, 스프래더가 연결된 로프의 길이에 대한 흔들림 각도의 결정 조건으로 앞서 언급된 수학식 24와 수학식 25에 의해 최소한의 각도로 흔들림을 억제하면서 제어가 이루어지도록 한다.
따라서, 트롤리와 겐트리가 SPCS의 모션 제어에 의해 이동하여 스프래더가 목표 위치에 근접하면, 앵글 센서를 이용하여 스프래더의 흔들림 각도를 제어하거나 앵글 센서가 불량일 경우, 모델링된 수학식에 의해 얻어지는 이득에 의해 흔들림 제어가 이루어지도록 할 수 있다.
이때, 수학식 22와 수학식 23에 의해 얻어지는 이득은 P-피팅 이득이고, 수학식 24과 수학식 25에 의해 얻어지는 이득은 P-피팅 이득과 D-피팅 이득이다.
여기서, 트롤리와 겐트리의 X축, Y축 동시 이동에 의해 [30 Slot][4 row]의 목표 위치에 스프래더가 도달하면, 호이스트가 작동하여 와이어 로프를 풀거나 감아서 목표 위치로 스프래더를 이동시키고 [3 Level]에 위치한 컨테이너를 픽업한다.
한편, 트롤리와 겐트리 모션에 의한 스프래더 이동 후 목표 높이로 스프래더를 이동시키기 위한 호이스트 모션이 진행 중에도 지속적인 트롤리와 겐트리 및 스큐 제어가 수행되도록 함이 바람직하다. 이는, 수직 방향인 Z축 방향의 호이스트 모션 중에 스프래더의 수평 방향 위치와 자세가 지속적으로 유지되도록 하기 위함이며, 호이스트 모션 작동 중에 바람이나 스프래더 무게의 치우침 등 외부적 요인에 의하여 스프래더의 위치와 자세가 변경되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 스프래더에 목표 위치의 컨테이너가 픽업되면 호이스트 모션에 의해 와이어 로프를 감거나 풀어서 스프래더를 안전 위치로 이동한다.
이 후에, 스프래더의 수원지(source)로의 이동과 마찬가지로 안전 위치에서 트롤리와 겐트리 모션에 의해서 원격지(Destination)인 [20 Slot][2 row]의 위치로 이동한다. 이때 스프래더는 컨테이너가 픽업된 상태에서 원격지로 이동되며, 수원지(source)로 이동하는 과정과 마찬가지로 SPCS에 의해 트롤리와 겐트리 및 스큐 모션의 제어가 이루어지게 된다.
그리고, 원격지(Destination)의 목표 위치에 도달한 스프래더는 호이스트의 모션에 의해서 와이어 로프를 풀거나 감아서 [2 Level]의 위치에 컨테이너를 적치하고, 스프래더를 안전 위치로 후퇴하여 하나의 작업 공정을 완료한다.
100: 컨트롤러
110: 스프래더 작동 머신
120: 각도 센서
130: 비컨
210: 와이어 로프

Claims (7)

  1. (a) 크레인과 연동되는 스프래더 자세 제어 시스템(SPCS : Spreader Position Control System)이 구비된 원격지의 컨트롤 센터 서버로부터 작업 명령을 전송받는 단계;
    (b) 작업 명령이 원격지의 서버로부터 수신되면, 상기 스프래더 자세 제어 시스템(SPCS)의 제어에 의해 상기 스프래더가 와이어 로프에 결합된 트롤리가 X축 방향 이동으로 안전 위치로 이동함과 동시에 겐트리가 Y축 방향의 목표 위치에 근접한 위치로 이동하는 단계;
    (c) 상기 스프래더가 목표 위치에 근접하면, 스큐 모션 제어에 의해 상기 스프래더의 수평 방향 각도를 제어하여 목표 위치로 이동하는 단계;
    (d) 상기 스프래더가 목표 위치에 도달하면, 호이스트가 작동하여 와이어 로프를 풀거나 감아서 목표 위치로 상기 스프래더를 이동시켜 컨테이너를 픽업하는 단계;
    (e) 상기 스프래더에 컨테이너가 픽업되면, 상기 호이스트 구동에 의해 와이어 로프를 감거나 풀어서 상기 스프래더를 안전 위치로 이동시키고, 원격지로 상기 스프래더 자세 제어 시스템(SPCS)에 의해 트롤리와 겐트리 및 스큐 모션이 제어되며 이동하는 단계; 및
    (f) 상기 스프래더가 원격지의 목표 위치에 도달하면, 상기 호이스트의 모션에 의해서 와이어 로프를 풀거나 감아서 목표 위치에 컨테이너를 적치하는 단계;를 포함하되,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 스프래더의 스큐 모션에 대한 제어는, 2개 이상의 비컨(발광부) 신호의 조합으로 얻어지는 각도에 의해 결정되며, 상기 스프래더가 연결된 로프의 가중되는 컨테이너의 무게, 길이에 의한 결정 조건으로 아래의 수학식들에 의해 스큐 모션을 제어하는 크레인의 물체흔들림 방지와 스프레더 자세 제어 방법.
    수학식
    Figure 112013119476905-pat00041

  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 트롤리와 겐트리에 의해 안전 위치와 목표 위치로 스프래더가 이동하는 동안의 상기 스프래더의 진동에 대한 임계 제동 속성은 아래의 특성 방정식에 의해 결정되는 크레인의 물체흔들림 방지와 스프레더 자세 제어 방법.
    수학식
    Figure 112012076307932-pat00030

  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b)와 (c) 단계에서,
    상기 스프래더의 이동시 겐트리와 트롤리 및 스큐의 모션 제어는 수학식들에 의한 근 배치에 의해 얻어지는 이득(Gain)에 의해 결정되는 속도 래퍼런스에 의해서 제어되는 크레인의 물체흔들림 방지와 스프레더 자세 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 속도 래퍼런스는, 상기 이득(Gain)에 의한 결정 조건으로 아래의 수학식들에 의해 진동을 억제하여 목표 위치로 이동할 수 있도록 하는 크레인의 물체흔들림 방지와 스프레더 자세 제어 방법.
    수학식
    Figure 112012076307932-pat00031

    Figure 112012076307932-pat00032

  5. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 스프래더의 스큐 모션에 대한 제어는, 상기 스프래더에 장착된 비컨(발광부)으로부터 조사된 빔의 각도를 상기 트롤리에 장착된 앵글 센서(수광부)가 감지하여 스프래더의 흔들림 각도를 제어하는 크레인의 물체흔들림 방지와 스프레더 자세 제어 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 스프래더의 호이스트 모션이 진행 중에도 지속적인 트롤리와 겐트리 및 스큐 제어가 수행되는 크레인의 물체흔들림 방지와 스프레더 자세 제어 방법.
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