JPS6133487A - Method and device for controlling bracing of mobile type crane - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は移動式クレーンの振れ止め制御方法および装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a steady rest control method and device for a mobile crane.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

クレーンの運転は操縦者の熟練によるところが多く、そ
の自動化が達成されれば、安全性と経済性向上の点から
も得るところが大きい。制御目標は、できるだけ短時間
内に荷を所望の位置に移動させ、しかも移動途中の荷振
れを小さくシ、終端（移動目標点）での残存荷振れをで
きるだけ早く減衰させることである＠ 近年、クレーンの駆動系を電気的に速度制御して振れ止
めを行なう制御方法が提案されているが、この振れ止め
制御技術の対象クレーンは、そのグイナミクスが線形近
似・可能なアンローダや天井走行うレーンがほとんどで
あった。Crane operation is largely dependent on the skill of the operator, and if automation can be achieved, there will be significant benefits in terms of improved safety and economy. The control objective is to move the load to the desired position within the shortest possible time, minimize the load swing during movement, and attenuate the remaining load swing at the end (target point of movement) as quickly as possible. A control method has been proposed in which the speed of the crane drive system is electrically controlled to perform steady rest, but the target cranes for this steady rest control technology are those with unloaders whose Guinamitics can be approximated linearly, and lanes that perform overhead running. It was almost.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

荷の巻上げ、ブームの起伏および旋回の３動作を行なう
移動式クレーンにおいては、その吊り荷の力学的自由度
は５であり、その力学系は強い非線形性をもつため、フ
づ−ドパツクｆｌｌＩＩ＃による振れ止め制御を行なう
方法は皆無であったＯ 本発明は上記３動作を行なう移動式クレーンにおいて吊
り荷を移動目標点に正確に位置決めすると同時に、吊り
荷の残存振れも０にする移動式クレーンの振れ止め制御
方法および装置を提供することを目的とする。A mobile crane that performs the three operations of hoisting a load, raising and lowering the boom, and turning the lifted load has five mechanical degrees of freedom, and its dynamic system has strong nonlinearity. There has been no method of performing steady rest control using a mobile crane that performs the three operations described above. An object of the present invention is to provide a steady rest control method and device.

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明によれば、移動式クレーンのダイナミクスは強い
非線形性をもっているので全域にわたって線形化はでき
ないが局所的に線形化することは可能であることに着目
し、吊り荷の移動目標点回りで線形化を行ない、最適レ
ギユレータを構成し、吊り荷が移動目標点近傍に達する
と、その後状態フィードバックをかけるようにしている
。Means for Solving Problem c] According to the present invention, we focus on the fact that the dynamics of a mobile crane has strong nonlinearity, so it cannot be linearized over the entire area, but it is possible to linearize it locally. , linearization is performed around the target point of movement of the suspended load to construct an optimal regulator, and when the suspended load reaches the vicinity of the target point of movement, state feedback is then applied.

〔作用〕[Effect]

移動式クレーンで吊り荷を移動目標点に移動させる際に
、吊り荷を移動目標点に正確に位置決めでき、かつ移動
目標点での残存荷振れなできるだけ早く減衰させること
が可能である０〔実施例〕 以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する〇 第１図は移動式クレーンの力学的モデルを示す図である
。このモデルにおける変数、定数は図示の通りである。When moving a suspended load to a moving target point using a mobile crane, it is possible to accurately position the suspended load at the moving target point, and to attenuate any residual load swing at the moving target point as quickly as possible0 [Implemented] Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a dynamic model of a mobile crane. The variables and constants in this model are as shown.

（１）移動式クレーンのダイナミクス この移動式クレーンの力学系は５自由度の系である。す
なわち、吊り荷１のξ、η、ζ方向の３自由度と、ブー
ムの姿勢角（起伏角０、旋回角φ、）の２自由度である
。しかるに、フィードバック運転するには、力学的自由
度が５の系では、１０個のパラメータχ会（ξ、η、ζ
、θ、φ８．ξ、η、ζ、θ、φ、）を同時に処理して
フィードバック量を算出する必要がある。(1) Dynamics of a mobile crane The dynamic system of this mobile crane is a system with five degrees of freedom. That is, the suspended load 1 has three degrees of freedom in the ξ, η, and ζ directions, and the boom has two degrees of freedom in its attitude angle (height angle 0, swing angle φ). However, in order to perform feedback operation, in a system with 5 mechanical degrees of freedom, 10 parameters χ (ξ, η, ζ
, θ, φ8. ξ, η, ζ, θ, φ,) must be processed simultaneously to calculate the feedback amount.

この移動式クレーンの力学系の解析に際し、まず、ブー
ムの長さＬＢで、各変数、定数の正規化を下記のように
行なう。When analyzing the dynamic system of this mobile crane, first, each variable and constant is normalized using the boom length LB as follows.

ξ＝ξ／ＬＢ　ｒ　　ｖ＝’Ｈ／Ｌｍ　ｐ　ζ＝ζ／Ｌ
　Ｂ、ｒ（の＝Ｒ（の／ＬＢ　　　Ｉ！ａ＝Ｌｏ／Ｌｌ
ｌ、ｇ＝ｇ（重力加速度）Ｌｍ、ｅ＝ｅ／ＩＢ　。ξ=ξ/LB r v='H/Lm p ζ=ζ/L
B, r(no=R(no/LB I!a=Lo/Ll
l, g=g (gravitational acceleration) Lm, e=e/IB.

また振れ角φ４は非常圧小さいとして、−φ４”ｌ＋ｄ
ｎφ４；φ４　　−・・−４１）とみなす。第１図から
、加速度をＶｉ（１，、ｌ。Also, assuming that the deflection angle φ4 is extremely small, −φ4”l+d
nφ4;φ4 -...-41). From FIG. 1, the acceleration is Vi(1,,l.

２．３）とおいて、方程式 が得られる。また、正規化した制御トルクＵ１Ｕ、、Ｕ
３は、 Ｄ、は、−加速度ｖ１と他の変数、定数で次式のように
表わせる。2.3), the equation is obtained. Also, the normalized control torque U1U,,U
3 can be expressed as follows using the -acceleration v1 and other variables and constants.

ここで、状態変数を、 χ１＝ξ、χ、＝η、χ、−ζ、χ４＝θ、χｌｌモφ
１とおき、前記第（２）進と第（４）式からｖｌを消去
すると、次の状態方程式を得る。Here, the state variables are χ1=ξ, χ,=η, χ, -ζ, χ4=θ, χllmoφ
1, and by eliminating vl from the base (2) and equation (4), the following state equation is obtained.

ｘ＝で（χ（ｔ）　、　Ｕ　（ｔ）　）・・・・・・（
５） ただし、χ＝（χＩ、χｆｉ　Ｉ　”””χ１ｏ）、υ
＝（Ｕ、、Ｕ２゜Ｕｓ） ・・・・・・　（６） また、初期値χ（０）−χは、 χ　＝〔〔ｅも一８〕邸φ、。＋Ｃｅ十龜θ。）虐φ、
。、ζ０θ。、φ、。。At x=(χ(t), U(t))・・・・・・(
5) However, χ=(χI, χfi I ”””χ1o), υ
= (U,, U2゜Us) ...... (6) Also, the initial value χ (0) - χ is χ = [[e mo 18] residence φ,. +Ce ten θ. ) tortureφ,
. ,ζ0θ. ,φ,. .

０．０，０，０，０：ｌ　　・・・・−（７）終端時刻
ｔ、での平衡状態χ（ｔｔ）””χは、χ′＝〔ｅ十虐
θ８，０．ζ８．θ２，０；０．ｏｔｏ、Ｏ，Ｏ）”−
：（８）平衡状態χ′を保持する制御ベクトルｕＦはｆ
（χ、ＴＩ　　）＝０を満足する。これより、■は、 となる。0.0,0,0,0:l...-(7) The equilibrium state χ(tt)""χ at the terminal time t is χ'=[e Jugyo θ8, 0. ζ8. θ2,0;0. oto, O, O)"-
:(8) The control vector uF that maintains the equilibrium state χ' is f
(χ, TI )=0 is satisfied. From this, ■ becomes .

次に、第２図に示すように吊り荷１を始端から終端（移
動目標点）近傍（時刻ｔｎ）までプログラム運転し、そ
の近傍からプログラム運転とフィードバック運転に切り
換え、振れ止めを達成する場合について説明する。Next, as shown in Fig. 2, the case where the suspended load 1 is operated in a program from the starting end to the vicinity of the terminal end (movement target point) (time tn), and then switched to programmed operation and feedback operation from that vicinity to achieve steady rest. explain.

（２）プログラム制御時の指令値 前記第２式において加速度人力ｖ１を、と決めると、ζ
、θ、φ、およびζ、θ、ｉ。(2) Command value during program control If we determine the acceleration human force v1 in the second equation above, then ζ
, θ, φ, and ζ, θ,i.

の終端値は目標値と一致する。残りのξ、ηｉ１　石だ
けが終端で目標値に到達していな（・Ｏしかし、これら
の変数も終端では目標値の近傍にあると考えられる。第
（１０）式のＶ　’ｉ　（ｔ）と第（７）式の初期値よ
り第（２）式を解き、その結果を第（４）式に代入する
ことにより開ループ系の制御トルク（指令値）ｔ＋！（
ｔ）を算出する０（３）　　フイードバツク・ゲインの
決定状態方程式１（ｔ）−ｆ（χ（ｔ）　、　Ｕ　（ｔ
）　）を終端平衡状態（χシ、ＵＰ）で線形化をすると
、 δＺ＝ｆｚ（ｚｙ、ｔｒｙ）δｚ−）−ｆｕ（ｚｙ、Ｕ
ｙ）δＴＪ　　−（１１）を得る。ここでｆχ（χシ、
Ｕν）ｗＡ　、　ｆｕ　（χ１１７Ｆ）＝Ｂとおくと、 となる。ただし、ｋ％　”１〜偽、β１〜β４は終端値
χ１によって決まる定数である。The terminal value of matches the target value. Only the remaining ξ and ηi1 stones have not reached the target value at the terminal end (・O However, these variables are also considered to be near the target value at the terminal end. V 'i (t) in equation (10) By solving Equation (2) from the initial value of Equation (7) and substituting the result into Equation (4), the open-loop system control torque (command value) t+!(
0(3) Feedback gain determination state equation 1(t)-f(χ(t), U(t)
) ) in the terminal equilibrium state (χ shi, UP), δZ=fz(zy, try) δz−)−fu(zy, U
y) Obtain δTJ −(11). Here, fχ(χ shi,
If we set Uν)wA, fu (χ117F)=B, then the following is obtained. However, k% ``1~false, β1~β4 are constants determined by the terminal value χ1.

そして、リカツチ力程式： ％式％ を有本−Ｐｏｔｔｏｒの方法で解き、フイードバツク・
ゲインＫ（＝−Ｒ’ＢＰ）を決定する◎これ処より、状
態フィードバック量δＵ（、＝Ｋ・δχ（ｔ））が求ま
る。Then, solve the Rikatsuchi force equation: % expression % using the Arimoto-Pottor method and calculate the feedback
Determine the gain K (=-R'BP). From this point, the state feedback amount δU (,=K·δχ(t)) is determined.

一方、状態量（χ）は、全てセンシングすることは可能
であるが、特に吊り荷の座標（χ１、χ２、χ３）は、
振れ角をセンシングすることが前提となる。ところが、
移動式クレーンの場合は、ブームの起伏運動のために、
精度のよい振れ角セ／すを開発することはかなり困難な
のが現状である。、そこで、具体的なハードでセンサを
構成せずに、系の入力と出力から観測器（オブザーバ）
という多変数制御理論上公知な系の状態量推定手段によ
り系の状態量を系の応答速度よりも速い速度で推定する
。On the other hand, although it is possible to sense all the state quantities (χ), especially the coordinates of the suspended load (χ1, χ2, χ3),
The premise is to sense the deflection angle. However,
In the case of mobile cranes, due to the hoisting movement of the boom,
At present, it is quite difficult to develop a highly accurate deflection angle system. Therefore, without configuring a sensor with specific hardware, we can create an observer from the input and output of the system.
The state quantity of the system is estimated at a speed faster than the response speed of the system by means of estimating the state quantity of the system, which is known from the multivariable control theory.

すなわち、容易に計測可能なフック巻上げ用モータの回
転角、ブーム起伏用モータの回転角、ブーム旋回用モー
タの回転角および各角速度なＹとし、Ｙ＝ＣＸなるＣを
求めることにより状態量Ｘを推定することができる。こ
こで、出力方程式、Ｙ（ｔ）＝　ｇ　（Ｘ（ｔ）　）は
、となる。ただし、　Ｙ＋＝（Ｙ、　、・・・Ｙａ　）
　　であるＯそして、終端平衡状態で線形化すると、δ
Ｙ＝ｇχ（Ｘｌ）δＸ を得る。ここで、ｇχ（Ｘｙ）＝Ｃとおくと、となる・ （３）運転パターン 第２図に示すように、移動目標点近傍に達する時刻を扉
まではプログラム運転（プリセット指令値）による開ル
ープ制御を行ない、時刻ｆ、Ｂから時刻ｔ１まではプロ
グラム運転＋フィードバック運転（フィードバック量ハ
１００％未満）に切り換え、更に時刻１に以降は終端保
持トルク＋フィードバック（１００％）運転を行なう。In other words, the state quantity It can be estimated. Here, the output equation, Y(t)=g(X(t)), becomes. However, Y+=(Y, ,...Ya)
, then when linearized in terminal equilibrium state, δ
Obtain Y=gχ(Xl)δX. Here, if we set gχ(Xy)=C, we get (3) Operation pattern As shown in Figure 2, the time when the movement reaches the vicinity of the target point and the door is an open loop with programmed operation (preset command value). Control is performed, and from time f, B to time t1, the operation is switched to program operation + feedback operation (feedback amount C is less than 100%), and after time 1, terminal holding torque + feedback (100%) operation is performed.

かかる運転を行なうために１第３図に示すようなフィー
ドバック系を構成する。第３図において、可変ゲインｋ
　（ｔ）を、次式、のように定義する。第４図はこの可
変ゲインｋ　（ｔ）と時刻ｔとの関係を示すグラフであ
る。In order to carry out such operation, a feedback system as shown in FIG. 3 is constructed. In Fig. 3, variable gain k
(t) is defined as the following equation. FIG. 4 is a graph showing the relationship between this variable gain k (t) and time t.

なお、ｔ　Ｂ／１１＝０．８〜０．９　トＬ　”（イル
。In addition, tB/11=0.8-0.9tL'' (il.

また、Ｕ（ｔ）は次のように与える。Moreover, U(t) is given as follows.

なお、第（１４）式において、Ｕ’（ｔ）およびＵｌＰ
はそれぞれ前述したようにグログ２ム制御時の指令値お
よび終端保持トルクである。In addition, in equation (14), U'(t) and UlP
As mentioned above, are the command value and the terminal holding torque at the time of globular control, respectively.

したがって、クレーン力学系の入力Ｕ　（ｔ）は、次式 ％式％（） 一方、クレーン力学系の入力Ｕ　（ｔ）と終端保持トル
クＵＦどの偏差ａＵ（ｔ）、吊り荷の長さ、ブームの起
伏角、旋回角およびこれらの時間微分値ｙ　（ｔ）と移
動目標点における前記の状態量忙対応する値’ｆｙとの
偏差δｙ　（ｔ）とから最小次元状態オブザーバによっ
て状態偏差δχ（１）が推定される。すなわち、このδ
χ（１）は、系の状態量χ（１）と、吊り荷の移動目標
点における状態量χ１との偏差Δχ（１）のオブザーバ
による推定値である。そしてδχ（ｔ）　Ｋフイードバ
ツク・ゲインＫが乗算されて状態ブイ−ドパツク蓋δＵ
　（ｔ）が算出される０次に、本発明に係る移動式りＶ
−ンの振れ止め制御装置について説明する。Therefore, the input U (t) of the crane dynamic system is calculated by the following formula % formula % () On the other hand, the input U (t) of the crane dynamic system and the deviation aU (t) between the terminal holding torque UF, the length of the suspended load, and the boom The minimum-dimensional state observer calculates the state deviation δχ (1 ) is estimated. That is, this δ
χ(1) is the observer's estimate of the deviation Δχ(1) between the state quantity χ(1) of the system and the state quantity χ1 at the moving target point of the suspended load. Then, δχ(t) is multiplied by K feedback gain K to obtain state wave pack lid δU
(t) is calculated to the zeroth order, the mobile vehicle according to the present invention V
- The steady rest control device will be explained.

第５図は本発明装置の全体構成図である。同図において
、制御装置１０は後述する演算に基づきプログラム運転
時の各アクチェエータのトルク指令を出力し、また吊り
荷が終端近傍に達する時刻からはフィードバック運転に
切り換え吊り荷を終端で停止させるための各アクチェエ
ータのトルク指令を出力する。FIG. 5 is an overall configuration diagram of the apparatus of the present invention. In the figure, a control device 10 outputs a torque command for each actuator during program operation based on calculations to be described later, and from the time when the suspended load reaches the vicinity of the terminal end, it switches to feedback operation to stop the suspended load at the terminal end. Outputs the torque command for each actuator.

制御装置１０からの各トルク指令は、増幅器２０で増幅
され、フック巻上、ブーム起伏およびブーム旋回の各ア
クチェエータ３０に加えられる・そして、各アクチーエ
ータ３０の出力により移動式クレーン本体４０は移動す
る。位置″検出器５０はフック巻上、ブーム起伏、およ
び旋回の各位置情報を検出し、これを制御装置１０に加
える。Each torque command from the control device 10 is amplified by an amplifier 20 and applied to each actuator 30 for hook hoisting, boom hoisting, and boom rotation, and the mobile crane main body 40 is moved by the output of each actuator 30. The position detector 50 detects position information of hook hoisting, boom raising and lowering, and swinging, and applies this to the control device 10.

第６図は上記制御装置ｉｏの詳細を示すブロック図であ
る。同図において、中央処理装置（ＣＰＵ）１１には入
出力インターフェース１２を介して前記位置検出器５０
からの位置情報が加えられている。FIG. 6 is a block diagram showing details of the control device io. In the figure, a central processing unit (CPU) 11 is connected to the position detector 50 via an input/output interface 12.
Location information has been added.

メモリ１３には、運転の切換え時刻ｔＢ、ｔ１（第２図
参照）、予め指定された吊り荷移動目標点吊り荷重受、
クレーンの種々の定数（第１図参照）等よりＬＱ問題を
解いて得られたフイードバツク・ゲインに１オブザーバ
の係数マトリクス（５個）および可変ゲインｋ　（ｔ）
　（第３図参照）移動始点からのプログラム運転時にお
ける各アクチーエータのトルク指令値Ｕ（ｔ）（第１４
式参照〕の時系列値が記憶されている・いま、運転開始
がスイッチ入力より指令され、時刻ｔＢ経過したことを
ＣＰＵ１ｉ、）’；感知すると、入力するフック巻上、
ブーム起伏、ブーム旋回の各位置情報およびこれらの時
間微分による速度と、移動目標点におり゛るこれらに対
応する値Ｙνとの偏差δＹを算出する（演算１〕・次に
、Ｄ／Ａコ／バータに出力しているトルク指令値とブー
ムフックを移動目標点に保持するのに必要なトルクＵＰ
との偏差δＵを算出する（演算２）。The memory 13 stores the operation switching times tB and t1 (see FIG. 2), the suspended load movement target point designated in advance, and the suspended load receiver.
The feedback gain obtained by solving the LQ problem using various constants of the crane (see Figure 1), etc. is combined with the coefficient matrix (5 pieces) of one observer and the variable gain k (t).
(See Figure 3) Torque command value U(t) of each actuator during program operation from the movement start point (14th
・CPU 1i, )'; When the CPU 1i senses that the start of operation has been commanded from the switch input and time tB has passed, the input hook hoisting,
Calculate the deviation δY between the position information of the boom raising and lowering and the boom rotation, the velocity based on their time differentiation, and the corresponding value Yν at the moving target point (calculation 1).Next, the D/A controller /Increase the torque command value output to the converter and the torque required to hold the boom hook at the movement target point
Calculate the deviation δU from (calculation 2).

上記δＹとδＵを用いて、５自由度の力学系を有する移
動式クレーンの吊り荷の位置を一意的に記述する状態変
数１０個をオブザーバにより前記係数マトリックスを用
いて推定し、状態偏差δＸを算出する（演算３）。Using the above δY and δU, an observer estimates 10 state variables that uniquely describe the position of the suspended load of a mobile crane having a dynamic system with 5 degrees of freedom using the coefficient matrix, and calculates the state deviation δX. Calculate (operation 3).

このａＸとフイードバツク・ゲインにとの積をとり、フ
ィードバック量δＵ零に一δＸを算出する（演算４）。The product of this aX and the feedback gain is calculated to calculate the feedback amount δU equal to zero (δX) (calculation 4).

次に、時刻ｔＢからｔｌまでの期間にゲインが０，０か
ら１，０に変化する可変ゲイ７ｋ　（ｔ）を前記δＵに
乗算（ｋ（ｔ）・δＵ）するＣ演算５）にのｋ　（ｔ）
・δＵと前述したメモリ１３に記憶され時系列的に読み
出されるトルク指令値Ｕ＊（ｔ）とを加算し、Ｄ／Ａコ
ンバータ１４に出力する指令値を算出する（演算６〕。Next, in the C operation 5), the δU is multiplied by the variable gain 7k (t) whose gain changes from 0.0 to 1.0 during the period from time tB to tl (k(t)・δU). (t)
- Add δU and the torque command value U*(t) stored in the memory 13 and read out in time series to calculate the command value to be output to the D/A converter 14 (calculation 6).

上記６種の演算は、全て一担メモリ１３のＲＡＭエリア
に格納され、高速演算用ＬＳＩ１５にデータバスを介し
て転送され、高速演算後、七の結果は再度ＲＡＭに格納
され、次の演算に用いられるとい５手順で位置情報検出
からＤ／Ａコンバータ１４に出力する指令値までを１０
０ｍ５θＣには十分マージンのある時間で高速処理され
る。The above six types of calculations are all stored in the RAM area of the single-carrier memory 13 and transferred to the high-speed calculation LSI 15 via the data bus. After the high-speed calculation, the seventh result is stored in the RAM again and used for the next calculation. It takes 10 steps from position information detection to command value output to the D/A converter 14 in 5 steps.
At 0m5θC, high-speed processing is performed with a sufficient margin of time.

そして、δＹがある一定値よりも小さくなり、その状態
が一定時間以上継続すると、振れ止めは成就されたとみ
なし、フィードバック量δＵを算出するルーチンはうち
切られ、Ｄ／Ａコンバータ１４からは終端保持トルク指
令Ｕ１のみを出力することｌこなる。そして、カウンタ
１６をリセットし、振れ止め制御完了をランプ出力して
オペレータに知らせる。Then, when δY becomes smaller than a certain value and this state continues for a certain period of time or more, it is assumed that the steady rest has been achieved, the routine for calculating the feedback amount δU is cut off, and the D/A converter 14 sends the terminal hold It is possible to output only the torque command U1. Then, the counter 16 is reset, and a lamp is output to notify the operator that the steady rest control has been completed.

さて、かかる振れ止め制御方法の有効性を確めるべく実
換の１／１０モデルのコンピュータシミュレーシ四ンを
行なった口 この実験に際してのシミ為レータの形状パラメータ、座
標・運転パラメータ、駆動系パラメータおよびその他の
パラメータの値は次表の通りである。Now, in order to confirm the effectiveness of this steady rest control method, we conducted a computer simulation of a 1/10 model of the actual steady rest. The values of the parameters and other parameters are shown in the table below.

第　　　１　　　表 なお、座標・運転パラメータのＬζ０およびＬζ１はそ
゛れぞれ日−プ長の初期値および終端値であり、また、
ζ０およびζ、□はそれぞれχ１／　Ｌ　Ｂによる無次
元化した値である。また、Ｔ１は６．０秒、ＴＢは５．
０秒とした。Table 1 Note that the coordinates and operating parameters Lζ0 and Lζ1 are the initial and final values of the day length, respectively, and
ζ0 and ζ, □ are each nondimensionalized values by χ1/LB. Also, T1 is 6.0 seconds and TB is 5.0 seconds.
It was set to 0 seconds.

このシｑ−レージ四ノ結果を第７図および第２表に示す
。なお、第７図において、破線はブーム先端軌跡を示し
、実線は吊り荷の軌跡を示す。The results of this sieq-rage are shown in FIG. 7 and Table 2. In addition, in FIG. 7, the broken line shows the trajectory of the boom tip, and the solid line shows the trajectory of the suspended load.

また、第２表は運転開始から６．５秒後の状態量を示し
ている。Further, Table 2 shows the state quantities 6.5 seconds after the start of operation.

上記シミュレーシクン結果からも明らかなように、極め
て短い時間（フィードバックによる振れ止め制御がかか
つてから１．５秒、終端保持トルク＋１００％のフィー
ドバックがかかつてからは０．５秒）に、熟練オペレー
タでも容易に達成できない精度で振れ止めが成就されて
いる。As is clear from the above simulation results, it is possible to become proficient in an extremely short period of time (1.5 seconds from the time the steady rest control by feedback started, and 0.5 seconds from the time the feedback of the end holding torque + 100% started). Steady resting is achieved with an accuracy that is not easily achieved even by an operator.

なお、本実施例にように予め覆定された始端終端間を設
定時間で移動させる運転パターンに限らず、終端（移動
目標点）のみを設定し、その移動目標点近傍まではオペ
レータによる手動運転を行ない、吊り荷が移動目標点近
傍に達したことが検出されると、上記フィードバック制
御による振れ止め運転に自動的に切り換えるようにして
もよい。また、本実施例では容易に計測可能なものから
観測器により状態量（χ）を推定しているが、この状態
量（乃全てをセンシングするようにしてもよい。さらに
、本発明が適用されるクレーンは旋回、起伏、吊上げの
３動作を行なうものであればいかなるものでもよい。In addition, the operation pattern is not limited to the operation pattern of moving between a predetermined start and end point for a set time as in this example, but it is also possible to set only the end point (movement target point) and perform manual operation by the operator up to the vicinity of the movement target point. When it is detected that the suspended load has reached the vicinity of the moving target point, the operation may be automatically switched to steady rest operation using the feedback control described above. Furthermore, in this embodiment, the state quantity (χ) is estimated using an observation device from easily measurable items, but this state quantity (or all) may be sensed.Furthermore, the present invention may be applied. Any type of crane may be used as long as it can perform three operations: turning, hoisting, and lifting.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、力学系が強い非線
形性をもっている移動式クレーンにおいて、吊り荷の移
動目標点を中心とする線形近似を１回のみ行なうことに
より、フィートノくツク制御による振れ止めを短時間で
成就させることができる。As explained above, according to the present invention, in a mobile crane whose dynamic system has strong nonlinearity, by performing linear approximation only once with the target point of movement of the suspended load as the center, it is possible to prevent runout due to foot-knock control. It can be stopped in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は移動式クレーンの各部の定数、変数を示すため
に用いた力学的モデル、第２図は本発明に係る運転パタ
ーンの一実施例を示す図、第３図は本発明に係るフィー
ドバック系の一実施例を示すブロック図、第４図は第３
図の可変ゲインを示すグラフ、第５図は本発明装置の全
体構成図、第６図は第５図の制御装置の詳細を示すブロ
ック図、第７図は本発明方法によるコンピュータシミュ
レーション結果を示すグラフである。 １−吊り荷、２・・・ブーム、３−・・巻上用ドラム、
４・・・起伏用ドラム、１０・・・制御装置、１１・・
・中央処理装置（ＣＰＵ）、１３・・・メモリ、１５　
・・・高速演算用ＬＳＩ、２０・・・増幅器、３０−・
・アクチュエータ、４０・・・移動式クレーン本体、５
０・・・位置検出器。 第１図 う １゛吊り荷 ２　フ“−ムFigure 1 is a mechanical model used to show the constants and variables of each part of the mobile crane, Figure 2 is a diagram showing an example of the operation pattern according to the present invention, and Figure 3 is a feedback diagram according to the present invention. A block diagram showing one embodiment of the system, FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the overall configuration of the device of the present invention, FIG. 6 is a block diagram showing details of the control device of FIG. 5, and FIG. 7 is a computer simulation result using the method of the present invention. It is a graph. 1- Hanging load, 2... Boom, 3-... Hoisting drum,
4...Luffing drum, 10...Control device, 11...
・Central processing unit (CPU), 13...Memory, 15
...High-speed calculation LSI, 20...Amplifier, 30-...
・Actuator, 40...Mobile crane body, 5
0...Position detector. Figure 1 U1 ``Hanged load 2 frame''

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）荷の巻上げ、ブームの起伏および旋回の３動作を
行なう移動式クレーンにおいて、旋回を含む１ないし３
動作複合運転により吊り荷を移動目標点近傍まで移動さ
せ、その後移動目標点回りで線形化を行ない多変数レギ
ユレータを構成して状態フイードバツク量を算出し、そ
の値を移動目標点での平衡状態を保持する各動作指令値
に重畳し、その指令値により３動作複合運転を行なうこ
とにより振れ止めを行なう移動式クレーンの振れ止め制
御方法。(1) In a mobile crane that performs the three operations of hoisting a load, raising and lowering the boom, and turning, 1 to 3 including turning
The suspended load is moved to the vicinity of the movement target point by operation compound operation, and then linearization is performed around the movement target point to configure a multivariable regulator to calculate the state feedback amount, and the value is used to calculate the equilibrium state at the movement target point. A method for controlling a steady rest for a mobile crane, which performs steady rest by superimposing each motion command value to be held and performing a three-action composite operation using the command value. （２）前記吊り荷の移動目標点近傍までの移動は、自動
若しくは手動により、少なくとも該移動目標点近傍にお
ける振れ角が小さくなるように行なう特許請求の範囲第
（１）項記載の移動式クレーンの振れ止め制御方法。(2) The mobile crane according to claim 1, wherein the suspended load is moved to the vicinity of the movement target point automatically or manually so that at least the swing angle in the vicinity of the movement target point is reduced. Steady rest control method. （３）前記状態フイードバツク量は、前記移動目標点近
傍まで０、該移動目標点近傍から移動目標点に近づくに
したがつて０から１となる可変ゲインを通じて増幅し、
これを移動目標点近傍までの指令値に重畳し、その指令
値により３動作複合運転を行なう特許請求の範囲第（１
）項記載の移動式クレーンの振れ止め制御方法。(3) The state feedback amount is amplified through a variable gain that is 0 near the moving target point and becomes 1 as it approaches the moving target point from near the moving target point,
This is superimposed on the command value up to the vicinity of the movement target point, and the command value performs a three-action composite operation.
) Method for controlling the steady rest of a mobile crane as described in section 2. （４）前記状態フイードバツク量の算出に際しての移動
目標点に対する状態偏差は、前記状態フイードバツク量
を重畳した指令値と移動目標点での平衡状態を保持する
各動作指令値との偏差と、吊り荷の長さ、ブームの起伏
角、旋回角およびこれらの時間微分値と移動目標点にお
ける前記の状態量に対応する値との偏差とから観測器で
推定する特許請求の範囲第（１）項記載の移動式クレー
ンの振れ止め制御方法。(4) The state deviation with respect to the moving target point when calculating the state feedback amount is the deviation between the command value obtained by superimposing the state feedback amount and each operation command value that maintains the equilibrium state at the moving target point, and the difference between the suspended load Claim (1) estimates the length of the boom, the boom's heave angle, the swing angle, and the deviation between these time differential values and the value corresponding to the state quantity at the moving target point using an observation device. A steady rest control method for a mobile crane. （５）荷の巻上げ、ブームの起伏および旋回の３動作を
行なう移動式クレーンにおいて、吊り荷が予め設定した
移動目標点の近傍に達したことを検出する検出手段と、
前記移動目標点での平衡状態を保持する各動作指令値を
前記設定された移動目標点および吊り荷重畳に基づいて
算出する指令値算出手段と、前記移動目標点回りで線形
化して多変数レギユレータを構成すべく該移動目標点お
よび吊り荷重畳に基づいて算出したフイードバツク・ゲ
インを記憶する記憶手段と、前記移動目標点に対する系
の状態偏差を算出する状態偏差算出手段と、前記状態偏
差とフイードバツク・ゲインを乗算し、これを前記平衡
状態を保持する各動作指令値に加算する演算手段と、前
記検出手段により吊り荷が移動目標点の近傍に達したこ
とが検出されると、前記演算出手段の出力により３動作
複合運転を行なう駆動手段とを具えた移動式クレーンの
振れ止め制御装置。(5) In a mobile crane that performs the three operations of hoisting a load, raising and lowering a boom, and turning, a detection means detects when a suspended load has reached the vicinity of a preset movement target point;
a command value calculation means for calculating each operation command value for maintaining an equilibrium state at the movement target point based on the set movement target point and the hanging load tatami; and a multivariable regulator that linearizes the movement command value around the movement target point. storage means for storing a feedback gain calculated based on the moving target point and the suspended load tatami to configure the moving target point; a state deviation calculating means for calculating a state deviation of the system with respect to the moving target point; - Calculating means for multiplying a gain and adding it to each operation command value to maintain the equilibrium state, and when the detecting means detects that the suspended load has reached the vicinity of the moving target point, the calculating means A steady rest control device for a mobile crane, comprising a drive means for performing a three-action compound operation based on the output of the means.