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CN116568628A - 起重机和起重机的控制方法 - Google Patents

起重机和起重机的控制方法 Download PDF

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CN116568628A
CN116568628A CN202180080694.2A CN202180080694A CN116568628A CN 116568628 A CN116568628 A CN 116568628A CN 202180080694 A CN202180080694 A CN 202180080694A CN 116568628 A CN116568628 A CN 116568628A
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CN
China
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command value
speed command
speed
sling
horizontal moving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180080694.2A
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English (en)
Inventor
桃井康行
小田井正树
家重孝二
及川裕吾
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.)
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd filed Critical Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Publication of CN116568628A publication Critical patent/CN116568628A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/18Control systems or devices
    • B66C13/22Control systems or devices for electric drives

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

本发明提供一种起重机,能够减少吊重摆动抑制控制引起的制动距离的增加并提高可操作性。根据吊重的目标速度vpref(t)和吊索长度L运算用于抑制吊重的摆动的水平移动装置的速度指令值时,从吊重的目标速度到水平移动装置的速度指令值的传递函数由ωc^2/ωr^2·(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)/(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)给出。其中,“ωc”、“ζc”是控制参数,“ωr=sqrt(g/L)”、“ζr=vl/(g/L)”、“g”是重力加速度,“L”是吊索旋转中心到吊重重心的距离,“vl”是起升速度,“^”表示幂,“sqrt”表示平方根。并且,ωr、ζr、ωc、ζc满足δ=ωc/ωr、ζc=δ·ζr/2+sqrt((δ·ζr/2)^2+1/2)的关系。

Description

起重机和起重机的控制方法
技术领域
本发明涉及悬吊并搬运吊重的起重机和起重机的控制方法。
背景技术
近年来,随着起重机的熟练作业人员的老龄化和起重机设置台数的增加引起的人手不足,经验少的非熟练作业人员驾驶(操作)起重机的情况正在增加。非熟练作业人员特别不擅长抑制吊重的摆动的防摆动操作,因吊重摆动引起的碰撞或卡夹等事故的风险较高,另外,直到吊重摆动停止需要时间,作业时间变长。
于是,作为为了更安全且提高作业效率而自动地抑制吊重摆动的技术,例如已知以下示出的“专利文献1”和“非专利文献1”、“非专利文献2”所示的技术。
在“专利文献1”中,公开了在具有利用吊索的起升和下降而使吊重在上下方向上移动的卷扬装置、使安装于卷扬装置的吊重在水平方向上移动的水平移动装置、在水平移动装置上安装的经由吊索悬吊的卷扬装置、和输入吊重的目标速度的操作输入装置的起重机中,基于吊重的水平方向的目标速度和起重机的模型运算吊重的模型速度,以吊重的目标速度与模型速度一致或接近的方式运算并控制水平移动装置的速度指令值的吊重摆动抑制控制。
另外,在“非专利文献1”和“非专利文献2”中,示出了用按DMM法(Dual ModelMatching法)设计的控制器,以使吊重的目标速度与模型速度一致或接近的方式运算并控制水平移动装置的速度指令值的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-2391号公报
非专利文献
非专利文献1:张、及其他2人,基于IDCS的长度变化的起重机系统的运动与振动的控制,第54次自动控制联合演讲会论文集(2011)(日文:張·他2名、IDCSによる長さの変化するクレーンシステムの運動と振動の制御、第54回自動制御連合講演会論文集(2011))
非专利文献2:森、及其他4人,基于反馈控制仿真的水平2轴实机桥式起重机的无传感器防振控制,日本机械学会动力学与设计分会2016USB论文集(日文:森·他4名、フィードバック制御シミュレーションに基づく水平2軸実機天井クレーンのセンサレス振れ止め制御、日本機械学会Dynamics and Design Conference 2016USB論文集(2016))
发明内容
发明要解决的课题
根据上述现有技术文献,无需使用吊重摆动检测传感器,即使吊索长度因卷扬操作而变化,也能够抑制小车停止后的吊重摆动(残留吊重摆动)。
但是,进行上述控制时,因用于抑制残留吊重摆动的控制而产生到小车停止的距离(制动距离)增加、可操作性降低这样新的课题。
本发明是鉴于这样的课题得出的,目的在于提供一种能够减少吊重摆动抑制控制引起的制动距离增加、提高可操作性的起重机和起重机的控制方法。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题,本发明举其一例,是一种起重机,其包括:
能够利用吊索的起升和下降使吊重在上下方向上移动的卷扬装置;
安装于卷扬装置,用于使吊重在水平方向上移动的水平移动装置;
用于输入吊重的目标速度的操作输入装置;
生成水平移动装置的速度指令值的速度指令值运算装置;和
按照速度指令值来控制水平移动装置的速度的控制装置,
起重机的特征在于:
速度指令值运算装置具有吊重摆动抑制控制装置,该吊重摆动抑制控制装置根据吊重的目标速度和吊索长度输出用于抑制吊重的摆动的水平移动装置的速度指令值,
吊重摆动抑制控制装置的从吊重的目标速度到水平移动装置的速度指令值的传递函数G(s)由以下关系式给出:
G(s)=ωc^2/ωr^2·(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)/(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)
其中,“ωc”、“ζc”是控制参数,“ωr=sqrt(g/L)”、“ζr=vl/(g/L)”、“g”是重力加速度,“L”是吊索旋转中心到吊重重心的距离,“vl”是起升速度,“^”表示幂,“sqrt”表示平方根,
并且,所述关系式的ωr、ζr、ωc、ζc满足δ=ωc/ωr、ζc=δ·ζr/2+sqrt((δ·ζr/2)^2+1/2)的关系。
发明效果
根据本发明,能够减少吊重摆动抑制控制引起的制动距离增加,提高可操作性。
附图说明
图1是表示作为本发明的对象的起重机的结构的结构图。
图2是表示应用本发明的起重机的控制模块的结构的框图。
图3是说明用操作输入装置生成的吊重目标速度指令值的说明图。
图4是起重机的示意图。
图5是表示不进行吊重摆动抑制控制的情况下的起重机的时间响应的例子的说明图。
图6是表示现有技术的控制模块的结构的框图。
图7是表示现有技术的效果的例子的说明图。
图8是表示本发明的控制模块的结构的框图。
图9是表示本发明的效果的例子的说明图。
图10是表示本发明的第二实施方式中的控制模块的结构的框图。
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式使用附图详细说明,但本发明不限定于以下实施方式,本发明的技术概念中的各种变形例和应用例也包括在其范围内。
此处,本发明对于能够使吊重在水平方向上移动的各种起重机是有效的,不仅能够应用于通过小车和桥架使吊重横行和纵行的起重机(例如桥式起重机),也能够应用于仅进行横行或纵行的起重机(例如卸船机)。即,以下叙述的“起重机”这一用语包括能够使吊重在水平方向上移动的全部种类的起重机。
另外,对于用起重机搬运的重物(吊重),用吊索或链等悬吊搬运,本发明中只要是能够用于悬吊重物的吊具就不加以限定,材质和形状等可以是任意种类。因此,如上所述,“吊索”这一用语是作为对用于悬吊重物的吊具进行总称的用语记载的。即,“吊索”中不仅包括所谓吊索,也包括链、带、丝、线缆、线、绳等。
实施例1
接着,对于本发明的第一实施方式的起重机的结构及其动作进行说明。
其中,在各附图中,对同一设备(装置、部件)附加同一参考符号,以下说明中有时省略已有设备的说明。
图1表示桥式起重机的概略的结构。另外,如上所述,本发明不限定于桥式起重机。
图1中,起重机1包括沿着工厂等建筑物(未图示)的两侧的墙壁设置的轨道2、在该轨道2的顶面移动的桥架3和沿着桥架3的底面移动的小车4而构成。在桥架3和小车4上设置有被电动机驱动的车轮,桥架3和小车4能够通过该车轮移动。
另外,在小车4的下部设置有未图示的卷扬装置(卷扬机),使用其对吊索5进行起升或下降,由此使吊索5的前端的吊钩6升降。在该吊钩6上直接或经由钢丝绳7悬吊吊重8,随着吊钩6的升降,吊重8升降。
即,起重机1能够通过桥架3的水平方向的移动(以下简称为“纵行”)和小车4的水平方向的移动(以下简称为“横行”)使吊重8在水平方向上移动,通过卷扬装置使吊重8在垂直方向(上下方向)上升降。本实施方式中,通过该使用小车4进行的横行、使用桥架3进行的纵行进行水平方向移动。
图1中,小车4和桥架3相当于“水平移动装置”,但也能够将小车4或桥架3的一方视为“水平移动装置”。本实施方式与使吊重在水平方向上移动的动作相关,因此关于本实施方式的以下说明中以通过“横行”和“纵行”进行的水平方向移动的动作为中心进行说明。另外,以下说明中,吊重的移动表示驱动小车4的移动(横行)、驱动桥架3的移动(纵行)中的任一方或双方。
图2表示本实施方式的起重机的控制模块。另外,图2中为了使说明简化而示出了通过小车4横行的起重机1,图2中省略了通过桥架3进行的纵行。另外,省略了用于使小车4和桥架3移动的电动机等驱动部。
图2中示出了起重机的控制模块,由运算水平移动装置(桥架3和小车4)的速度指令值的速度指令值运算装置100和电动机控制装置300构成。来自速度指令值运算装置100的速度指令值401被发送至电动机控制装置300,用电动机控制装置300对桥架3和小车4的电动机提供与速度指令值401对应的电力。
速度指令值运算装置100使用通用的计算机的是主流的,由使用内置的程序和数据等执行生成速度指令值401等运算处理的微处理单元(MPU)101、存储上述程序和数据等的存储器102、用于输入来自外部的数据、信号和对外部输出MPU101进行运算处理后的信号等的输入输出控制部103构成。MPU101、存储器102、输入输出控制部103被用于进行信号和数据的交换的总线104连接。这些结构作为计算机系统是周知的。
对于输入输出控制部103,连接了生成吊重目标速度指令值400的操作输入装置200。操作输入装置200中具有操作者操作的操作终端装置201,在操作终端装置201上,设置有与吊重的移动方向即“前方”、“后方”、“右方”、“左方”、“上方”和“下方”各方向对应的操作按钮202,与被按下的操作按钮对应地生成吊重目标速度指令值400,并输出至速度指令值运算装置100。
图3表示用操作输入装置200生成吊重目标速度指令值400的例子。在时刻(t1)操作按钮202被按下(成为ON)时,与被按下的操作按钮的方向对应的吊重目标速度指令值逐渐增加,在操作按钮202被持续按下的期间中维持定速移动速度值,在之后的时刻(t2)操作按钮202被放开(成为OFF)时,吊重目标速度指令值逐渐减少,最终成为“0”。
对于速度指令值运算装置100,在操作输入装置200给出的吊重目标速度指令值以外,也可以从生产管理系统等上级控制系统输入基于吊重的移动计划生成的吊重目标速度指令值。
电动机控制装置300输入从速度指令值运算装置100输出的速度指令值401,控制小车4的水平方向移动(横行)速度。电动机控制装置300的具体结构并未图示,能够与速度指令值运算装置100同样地由通用的计算机和逆变器电路等构成。另外,电动机控制装置300可以与速度指令值运算装置100搭载在同一壳体中。
另外,图2中有所省略,但速度指令值运算装置100不仅输出控制小车4的速度指令值,在进行纵行控制的情况下也输出控制桥架3的水平方向移动(纵行)速度的速度指令值。在桥架3一方,按照该速度指令值控制吊重的水平方向移动(纵行)速度。
另外,对于速度指令值运算装置100,输入未图示的吊索长度检测器的输出即吊索长度。
接着,说明抑制吊重的摆动(吊重摆动)的吊重摆动抑制控制。在图4中示出起重机的示意图。此处,以小车4移动的横行为例。桥架移动的纵行也是同样的,将横行方向和纵行方向的吊重摆动视为分别独立的摆动即可。
根据图4,起重机(小车4上悬吊的吊索5和吊重8)的运动方程如下式所示。
L·x1”(t)+2vl·x1’(t)+g·x1(t)
+L·x0”(t)=0…(1)
此处,“x0(t)”是小车的位置的时间函数,“x1(t)”是吊重的摆动(吊重摆动)的时间函数,“L”是吊索的旋转中心到吊重重心的距离(摆长),“vl”是起升速度,“g”是重力加速度。另外,“’”表示时间微分,以下式子中也是同样的。
然后,对该关系式进行拉普拉斯变换时,得到下式。
(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)·X1(s)=s^2·X0(s)…(2)
此处,ωr=sqrt(g/L),ζr=vl/sqrt(g·L),“s”是拉普拉斯算子,“X0(s)”是小车位置的拉普拉斯变换,X1(s)是吊重摆动的拉普拉斯变换。另外,“^”表示幂,“sqrt”表示平方根(root),以下式子中也是同样的。
根据该关系式,吊重摆动X1(s)相对于小车速度V0(s)(=s·X0(s))的传递函数P(s)如下式所示。
P(s)=X1(s)/V0(s)=X1(s)/(s·X0(s))
=-s/(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)…(3)
对于关系式(3),求出给出图3所示的吊重目标速度指令值即梯形速度波形时的吊重摆动的时间响应。此处,求出加速时的吊重摆动,减速/停止时也能够同样地求出。加速时的吊重目标速度指令值vpref(t)由下式给出。
vpref(t)=V·(u1(0)-u1(Ta))…(4)
此处,“V”是小车的定速移动速度,“Ta”是加速时间,“u1”是单位斜坡函数。
对其进行拉普拉斯变换时,得到下式。
Vpref(s)=V/Ta·(1-exp(-s·Ta))/s^2…(5)
此处,“Vpref(s)”是吊重目标速度指令值vpref(t)的拉普拉斯变换。吊重目标速度指令值Vpref(s)被输入至小车4的电动机控制装置300,小车4追随该速度指令值。
即,如果设V0(s)=Vpref(s),则吊重摆动X1(s)成为如下式所示。
X1(s)=P(s)·V0(s)
=-V·(1-exp(-s·Ta))/
(s·Ta·(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2))…(6)
对其进行逆拉普拉斯变换时,得到加速时的吊重摆动的时间响应。
图5表示得到的小车速度和吊重摆动的时间响应的例子。这样,对小车4给出梯形波速度指令时,发生传递函数P(s)的分母为零的极的角频率ωr(频率ωr/2π)的吊重摆动。
接着,对于用于抑制该吊重摆动的吊重摆动抑制控制装置进行说明。在图6中示出附加了吊重摆动抑制控制装置的结构。吊重摆动抑制控制装置110搭载在速度指令值运算装置100中,根据从操作输入装置200输入的吊重目标速度指令值400,生成对小车4的电动机控制装置300输出的小车4的速度指令值401。如果小车4追随输入的速度指令值401、即小车4的速度指令值401与小车4的速度402一致,则小车速度指令值401相对于吊重目标速度指令值400的传递函数G(s)设为如下所述即可。
为了抑制吊重摆动,使传递函数G(s)的分子具有1/ωr^2·(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)作为将传递函数P(s)的分母为零的极抵消的项即可。进而,为了确保小车4对吊重速度指令值vpref(s)的追随性、稳定性,使传递函数G(s)的分母以成为与分子相同的次数的方式具有1/ωc^2·(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)即可。此处,“ωc”、“ζc”是控制参数。另外,将控制参数“ωc”设为水平移动装置的速度指令值不超过速度/加速度的限制值的值。
因此,从吊重的目标速度到水平移动装置的速度指令值的传递函数G(s)如下式所示地表达。
G(s)=ωc^2/ωr^2·(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)/
(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)…(7)
根据上述现有技术(非专利文献1、非专利文献2),控制参数ωc、ζc设定为在小车4运动的频段中使增益成为0dB、相位延迟成为0deg。
然后,使用上述传递函数G(s)进行吊重摆动抑制控制的情况下的小车速度、吊重摆动如下式所示。
V0(s)=G(s)·Vpref(s)…(8)
X1(s)=P(s)·V0(s)
=-V·(1-exp(-s·Ta))/(s·Ta)·ωc^2/
ωr^2/(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)…(9)
对该式进行逆拉普拉斯变换时,得到小车速度和吊重摆动的时间响应。图7示出了得到的小车速度和吊重摆动、以减速开始的位置为基准的小车位置的时间响应的例子。
如该图7所示,通过吊重摆动抑制控制抑制加速后和减速/停止后的吊重摆动。但是,考虑小车位置时,从减速开始时直到小车4停止的移动距离(制动距离)与不进行控制相比增加。因此,小车4移动操作者预想的制动距离(现有的不进行控制时的制动距离)以上的距离,所以产生可操作性降低的课题。
本实施方式中,为了减少制动距离的增加、提高可操作性,如下所示地设定控制参数ωc、ζc。此处,着眼于用下式求出的吊重的速度v01(t)。
v01(t)=v0(t)+x1’(t)…(10)
对该式进行拉普拉斯变换、逆拉普拉斯变换时,得到下式。
V01(s)=V0(s)+s·X1(s)
=(1+s·P(s))·V0(s)
=V·(1-exp(-s·Ta))·ωc^2/
(s^2·Ta·ωr^2)·(2ζr·ωr·s+ωr^2)/
(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)…(11)
v01(t)=α1(t)+α2(t)+α3(t)+α4(t)…(12)
此处:
α1(t)=V/Ta·(u1(0)-u1(Ta))
α2(t)=2V/Ta·(ζr/ωr-ζc/ωc)·(u0(0)-u0(Ta))
α3(t)=-2V/Ta·(ζr/ωr-ζc/ωc)·(u0(0)·
exp(-ζc·ωc·t)·cos(sqrt(1-ζc^2)ωc·
t)-u0(Ta)·exp(-ζc·ωc(t-Ta))·
cos(sqrt(1-ζc^2)ωc(t-Ta)))
α4(t)=V/Ta(2ζc^2·ωr-2ζr·ζc·ωc-ωr)/
(sqrt(1-ζc^2)ωr·ωc)·(u0(0)·
exp(-ζc·ωc·t)·sin(sqrt(1-ζc^2)ωc·
t)-u0(Ta)·exp(-ζc·ωc(t-Ta))·
sin(sqrt(1-ζc^2)ωc(t-Ta))),
u0是单位斜坡函数。
然后,考虑v01(t)项时,α1(t)是小车速度指令值本身,α2(t)、α3(t)是吊重摆动速度,α4(t)是作为制动距离增加的原因的过剩速度。
于是,本实施方式中,总是使α4(t)为零即可,以满足下式的方式决定ωc、ζc即可。即,特征在于设为满足下式的关系即可。
V/Ta(2ζc^2·ωr-2ζr·ζc·ωc-ωr)/
(sqrt(1-ζc^2)ωr·ωc)=0…(13)
然后,对于该式解ζc,成为下式所示。
ζc=δ·ζr/2+sqrt((δ·ζr/2)^2+1/2)…(14)
此处,δ=ωc/ωr。另外,ωc设为水平移动装置的速度指令值不超过速度/加速度的限制值的值,这是由小车4的性能决定的。
在图8中示出了使用由本发明决定的控制参数ωc、ζc的情况下的结构。另外,在图9中示出了进行了本发明的吊重摆动抑制控制的情况下的小车速度、吊重摆动、以减速开始时的位置为基准的小车位置的时间响应的例子。通过本发明的吊重摆动抑制控制,也抑制了加速后和减速/停止后的吊重摆动。另外,考虑小车位置时,通过本发明,制动距离与现有技术相比缩短,实现了与以往更接近的操作性。
如上所述,通过决定吊重摆动抑制控制的控制参数ωc、ζc,在抑制吊重摆动的同时也缩短制动距离,能够改善操作性。另外,设想为起升、下降操作的时间较短、起升速度对吊重摆动的影响较小的情况下,可以设为ζc=sqrt(1/2)≈0.71。
另外,也可以对于将横行方向的吊重目标速度指令值与纵行方向的吊重目标速度指令值合成的合成吊重目标速度指令值、或者任意方向的吊重目标速度指令值应用本发明的吊重摆动抑制控制,将由此得到的速度指令值分配为横行方向的速度指令值和纵行方向的速度指令值,来驱动小车和桥架。
实施例2
接着,对于本发明的第二实施方式基于图10进行说明。另外,对于与上述实施例共通的结构、动作,在并非必要的情况下省略重复的说明。
图10是表示本发明的第二实施方式中的控制模块的结构的框图。第一实施方式中,设想为小车4的速度追随速度指令值,即小车4的速度与速度指令值一致。
但是,小车4和桥架3是大型的、或者吊重的重量较大时,存在小车4的速度并不追随速度指令值的情况。该情况下,使小车速度402相对于包括电动机控制装置300、小车4的吊重目标速度指令值400的传递函数G2(s)具有抑制吊重摆动的特性。
即,使分子具有1/ωr^2·(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)作为将传递函数P(s)的分母为零的极抵消的项,为了确保小车对吊重目标速度指令值400的追随性、稳定性,使分母以成为与分子相同次数的方式具有1/ωc^2·(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)即可。此处,如上所述,“ωc”、“ζc”是控制参数。
因此,传递函数G2(s)设为如下式所示即可。
G2(s)=ωc^2/ωr^2·(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)/
(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)…(15)
该ζc由实施例1的关系式(14)决定,ωc设为水平移动装置的速度指令值不超过速度/加速度的限制值的值,由小车4的性能决定。
由此,速度指令值401相对于吊重目标速度指令值400的传递函数G(s)设为包括从小车的速度指令值401到速度402的传递函数DM(s)=D(s)·M(s)的逆特性的下式即可。
G(s)=G2(s)/DM(s)…(16)
此处,D(s)是电动机控制装置的传递函数,M(s)是小车的传递函数。
如上所述,小车是大型的或者吊重的重量较大时小车的速度与速度指令值不一致的情况下,也能够在抑制吊重摆动的同时缩短制动距离,改善可操作性。
另外,本发明不限定于上述几个实施例,包括各种变形例。上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的,并不限定于必须具备说明的全部结构。另外,能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构,也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。对于各实施例的结构,也能够追加、删除、置换其他结构。
附图标记说明
1…起重机,2…轨道,3…桥架,4…小车,5…吊索,6…吊钩,7…钢丝绳,8…吊重,100…速度指令值运算装置,110…吊重摆动抑制控制装置,200…操作输入装置,300…电动机控制装置,400…吊重目标速度,401…小车速度指令值,402…小车速度。

Claims (5)

1.一种起重机,包括:
能够利用吊索的起升和下降使吊重在上下方向上移动的卷扬装置;
安装于所述卷扬装置,用于使所述吊重在水平方向上移动的水平移动装置;
用于输入所述吊重的目标速度的操作输入装置;
生成所述水平移动装置的速度指令值的速度指令值运算装置;和
按照所述水平移动装置的速度指令值来控制所述水平移动装置的速度的控制装置,
所述起重机的特征在于:
所述速度指令值运算装置具有吊重摆动抑制控制装置,该吊重摆动抑制控制装置根据所述吊重的目标速度和吊索旋转中心到吊重重心的吊索长度输出用于抑制所述吊重的摆动的所述水平移动装置的速度指令值,
所述吊重摆动抑制控制装置的从所述吊重的目标速度到所述水平移动装置的速度指令值的传递函数G(s)由以下关系式给出:
G(s)=ωc^2/ωr^2·(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)/
(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)
其中,“ωc”、“ζc”是控制参数,“ωr=sqrt(g/L)”、“ζr=vl/(g/L)”、“g”是重力加速度,“L”是吊索旋转中心到吊重重心的距离,“vl”是起升速度,“^”表示幂,“sqrt”表示平方根,
并且,所述关系式的ωr、ζr、ωc、ζc满足δ=ωc/ωr、ζc=δ·ζr/2+sqrt((δ·ζr/2)^2+1/2)的关系。
2.如权利要求1所述的起重机,其特征在于:
将ζr视为0,使ζc为sqrt(1/2)。
3.一种起重机,包括:
能够利用吊索的起升和下降使吊重在上下方向上移动的卷扬装置;
安装于所述卷扬装置,用于使所述吊重在水平方向上移动的水平移动装置;
用于输入所述吊重的目标速度的操作输入装置;
生成所述水平移动装置的速度指令值的速度指令值运算装置;和
按照所述水平移动装置的速度指令值来控制所述水平移动装置的速度的控制装置,
所述起重机的特征在于:
所述速度指令值运算装置具有吊重摆动抑制控制装置,该吊重摆动抑制控制装置根据所述吊重的目标速度和吊索旋转中心到吊重重心的吊索长度输出用于抑制所述吊重的摆动的所述水平移动装置的速度指令值,
所述吊重摆动抑制控制装置的从所述吊重的目标速度到所述水平移动装置的速度指令值的传递函数G(s)由以下关系式给出:
G(s)=ωc^2/ωr^2·(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)/
(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)/DM(s)
其中,“ωc”、“ζc”是控制参数,“ωr=sqrt(g/L)”、“ζr=vl/(g/L)”、“g”是重力加速度,“L”是吊索旋转中心到吊重重心的距离,“vl”是起升速度,DM(s)是从所述水平移动装置的速度指令值到速度的传递函数,“^”表示幂,“sqrt”表示平方根,
并且,所述关系式的ωr、ζr、ωc、ζc满足δ=ωc/ωr、ζc=δ·ζr/2+sqrt((δ·ζr/2)^2+1/2)的关系。
4.一种起重机的控制方法,其中起重机包括:
能够利用吊索的起升和下降使吊重在上下方向上移动的卷扬装置;
安装于所述卷扬装置,用于使所述吊重在水平方向上移动的水平移动装置;
用于输入所述吊重的目标速度的操作输入装置;
生成所述水平移动装置的速度指令值的速度指令值运算装置;和
按照所述水平移动装置的速度指令值来控制所述水平移动装置的速度的控制装置,
所述起重机的控制方法的特征在于:
所述速度指令值运算装置根据所述吊重的目标速度和吊索旋转中心到吊重重心的吊索长度运算用于抑制所述吊重的摆动的所述水平移动装置的速度指令值,
从所述吊重的目标速度到所述水平移动装置的速度指令值的传递函数G(s)由以下关系式给出:
G(s)=ωc^2/ωr^2·(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)/
(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)
其中,“ωc”、“ζc”是控制参数,“ωr=sqrt(g/L)”、“ζr=vl/(g/L)”、“g”是重力加速度,“L”是吊索旋转中心到吊重重心的距离,“vl”是起升速度,“^”表示幂,“sqrt”表示平方根,
并且,所述关系式的ωr、ζr、ωc、ζc满足δ=ωc/ωr、ζc=δ·ζr/2+sqrt((δ·ζr/2)^2+1/2)的关系。
5.一种起重机的控制方法,其中该起重机包括:
能够利用吊索的起升和下降使吊重在上下方向上移动的卷扬装置;
安装于所述卷扬装置,用于使所述吊重在水平方向上移动的水平移动装置;
用于输入所述吊重的目标速度的操作输入装置;
生成所述水平移动装置的速度指令值的速度指令值运算装置;和
按照所述水平移动装置的速度指令值来控制所述水平移动装置的速度的控制装置,
所述起重机的控制方法的特征在于:
所述速度指令值运算装置根据所述吊重的目标速度和吊索旋转中心到吊重重心的吊索长度运算用于抑制所述吊重的摆动的所述水平移动装置的速度指令值,
从所述吊重的目标速度到所述水平移动装置的速度指令值的传递函数G(s)由以下关系式给出:
G(s)=ωc^2/ωr^2·(s^2+2ζr·ωr·s+ωr^2)/
(s^2+2ζc·ωc·s+ωc^2)/DM(s)
其中,“ωc”、“ζc”是控制参数,“ωr=sqrt(g/L)”、“ζr=vl/(g/L)”、“g”是重力加速度,“L”是吊索旋转中心到吊重重心的距离,“vl”是起升速度,DM(s)是从所述水平移动装置的速度指令值到速度的传递函数,“^”表示幂,“sqrt”表示平方根,
并且,所述关系式的ωr、ζr、ωc、ζc满足δ=ωc/ωr、ζc=δ·ζr/2+sqrt((δ·ζr/2)^2+1/2)的关系。
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