JP7172243B2 - クレーンおよびクレーンの制御システム - Google Patents
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Description
また、ローパスフィルタの係数をクレーンの動特性に応じて同定することができる。これにより、荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に、荷物の動きからクレーンの動特性を学習することで、荷物の揺れを抑制しつつ操縦者の意図に沿った態様で荷物を移動させることができる。
ワイヤロープの繰り出し量l(n)は、ブーム9の先端位置であるブーム9の現在位置座標q(n)と荷物Wの位置である荷物Wの現在位置座標p(n)の距離で定義される。
ワイヤロープの方向ベクトルe(n)は、ワイヤロープの張力f(式(2)参照)の単位長さのベクトルである。ワイヤロープの張力fは、荷物Wの現在位置座標p(n)と単位時間t経過後の荷物Wの目標位置座標p(n+1)から算出される荷物Wの加速度から重力加速度を減算して算出される。
ブーム9の目標位置座標q(n+1)は、逆動力学を用いてワイヤロープの繰り出し量l(n)と荷物Wの目標位置座標p(n+1)と方向ベクトルe(n+1)とから算出される。
その結果、荷物Wの目標速度信号Vdを取得した場合、制御システム42はステップをS120に移行させる。
一方、荷物Wの目標速度信号Vdを取得していない場合、制御システム42はステップをS110に移行させる。
6 クレーン装置
9 ブーム
31 制御装置
O 基準位置
W 荷物
Vd 目標速度信号
Pdα 目標軌道信号
wα1、wα2、wα3、wα4 重み係数
G(s) 伝達関数
Claims (4)
- ブームからワイヤロープで吊り下げられている荷物の移動方向と速さに関する目標速度信号に基づいてアクチュエータを制御するクレーンであって、
目標速度信号における荷物の加速時間、速さおよび移動方向を入力する操作具と、
前記ブームの旋回角度検出手段と、
前記ブームの起伏角度検出手段と、
前記ブームの伸縮長さ検出手段と、
基準位置に対する荷物の現在位置を検出する荷物位置検出手段と、
前記目標速度信号から積分により荷物の目標軌道信号を算出し、前記目標軌道信号に対する前記荷物の現在位置の差分に基づいて前記目標軌道信号を補正するフィードバック制御部、および補正された前記目標軌道信号に基づいて前記クレーンの特性を表す伝達関数の重み係数を調整するフィードフォワード制御部を有する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記荷物位置検出手段から前記基準位置に対する前記荷物の現在位置を取得し、前記フィードバック制御部によって補正した前記目標軌道信号を、前記フィードフォワード制御部によって前記重み係数が調整された伝達関数によって補正し、
前記旋回角度検出手段が検出した旋回角度、前記起伏角度検出手段が検出した起伏角度および前記伸縮長さ検出手段が検出した伸縮長さから、前記基準位置に対するブームの先端の現在位置を算出し、
前記荷物の現在位置と前記ブームの先端の現在位置とから、前記ワイヤロープの繰出し量を算出し、
前記荷物の現在位置と前記荷物の目標位置とから、前記ワイヤロープの方向ベクトルを算出し、
前記ワイヤロープの繰出し量と前記ワイヤロープの前記方向ベクトルとから、前記荷物の目標位置におけるブームの先端の目標位置を算出し、
前記ブームの先端の目標位置に基づいて前記アクチュエータの作動信号を生成し、
前記制御装置は、
複数の前記フィードフォワード制御部を有し、
前記伝達関数を一以上の一次モデルに分解してモデル毎に前記重み係数を設け、前記フィードフォワード制御部毎に調整する前記重み係数が割り当てられているクレーン。 - ブームからワイヤロープで吊り下げられている荷物の移動方向と速さに関する目標速度信号に基づいてアクチュエータを制御するクレーンであって、
目標速度信号における荷物の加速時間、速さおよび移動方向を入力する操作具と、
前記ブームの旋回角度検出手段と、
前記ブームの起伏角度検出手段と、
前記ブームの伸縮長さ検出手段と、
基準位置に対する荷物の現在位置を検出する荷物位置検出手段と、
前記目標速度信号から積分により荷物の目標軌道信号を算出し、前記目標軌道信号に対する前記荷物の現在位置の差分に基づいて前記目標軌道信号を補正するフィードバック制御部、および補正された前記目標軌道信号に基づいて前記クレーンの特性を表す伝達関数の重み係数を調整するフィードフォワード制御部を有する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記荷物位置検出手段から前記基準位置に対する前記荷物の現在位置を取得し、前記フィードバック制御部によって補正した前記目標軌道信号を、前記フィードフォワード制御部によって前記重み係数が調整された伝達関数によって補正し、
前記旋回角度検出手段が検出した旋回角度、前記起伏角度検出手段が検出した起伏角度および前記伸縮長さ検出手段が検出した伸縮長さから、前記基準位置に対するブームの先端の現在位置を算出し、
前記荷物の現在位置と前記ブームの先端の現在位置とから、前記ワイヤロープの繰出し量を算出し、
前記荷物の現在位置と前記荷物の目標位置とから、前記ワイヤロープの方向ベクトルを算出し、
前記ワイヤロープの繰出し量と前記ワイヤロープの前記方向ベクトルとから、前記荷物の目標位置におけるブームの先端の目標位置を算出し、
前記ブームの先端の目標位置に基づいて前記アクチュエータの作動信号を生成し、
前記伝達関数は、所定の周波数成分を抑制するローパスフィルタを含む式(1)によって表されるクレーン。
- 荷物の移動方向と速さに関する目標速度信号に基づいてアクチュエータを制御するクレーンの制御システムであって、
前記目標速度信号から積分により荷物の目標軌道信号を算出し、前記荷物の目標軌道信号に対する前記荷物の現在位置の差分に基づいて前記目標軌道信号を補正し、補正された前記目標軌道信号から前記荷物の目標位置を算出するフィードバック制御部と、
補正された前記目標軌道信号に基づいて前記クレーンの特性を表す伝達関数の重み係数を調整し、前記重み係数を調整した伝達関数によって前記補正された目標軌道信号を補正するフィードフォワード制御部と、を具備し、
前記フィードバック制御部によって前記目標軌道信号が補正される毎に、前記フィードフォワード制御部によって前記伝達関数の重み係数が調整され、
複数の前記フィードフォワード制御部を有し、
前記伝達関数を一以上の一次モデルに分解してモデル毎に前記重み係数を設け、前記フィードフォワード制御部毎に調整する前記重み係数が割り当てられているクレーンの制御システム。 - 荷物の移動方向と速さに関する目標速度信号に基づいてアクチュエータを制御するクレーンの制御システムであって、
前記目標速度信号から積分により荷物の目標軌道信号を算出し、前記荷物の目標軌道信号に対する前記荷物の現在位置の差分に基づいて前記目標軌道信号を補正し、補正された前記目標軌道信号から前記荷物の目標位置を算出するフィードバック制御部と、
補正された前記目標軌道信号に基づいて前記クレーンの特性を表す伝達関数の重み係数を調整し、前記重み係数を調整した伝達関数によって前記補正された目標軌道信号を補正するフィードフォワード制御部と、を具備し、
前記フィードバック制御部によって前記目標軌道信号が補正される毎に、前記フィードフォワード制御部によって前記伝達関数の重み係数が調整され、
前記伝達関数は、所定の周波数成分を抑制するローパスフィルタを含む式(1)によって表されるクレーンの制御システム。
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