起重机和起重机的控制方法技术

本发明专利技术提供一种起重机，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

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】起重机和起重机的控制方法


[0001]本专利技术涉及悬吊并搬运吊重的起重机和起重机的控制方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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 Model Matching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。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2018
‑
2391号公报
[0009]非专利文献
[0010]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))
[0011]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))

技术实现思路

[0012]专利技术要解决的课题
[0013]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)。
[0014]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。
[0015]本专利技术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。
[0016]用于解决课题的技术方案
[0017]为了解决上述课题，本专利技术举其一例，是一种起重机，其包括：
[0018]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；
[0019]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；
[0020]用于输入吊重的目标速度的操作输入装置；
[0021]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
[0022]按照速度指令值来控制水平移动装置的速度的控制装置，
[0023]起重机的特征在于：
[0024]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，
[0025]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：
[0026]G(s)＝ωc^2/ωr^2
·
(s^2+2ζr
·
ωr
·
s+ωr^2)/(s^2+2ζc
·
ωc
·
s+ωc^2)
[0027]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，
[0028]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。
[0029]专利技术效果
[0030]根据本专利技术，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
[0031]图1是表示作为本专利技术的对象的起重机的结构的结构图。
[0032]图2是表示应用本专利技术的起重机的控制模块的结构的框图。
[0033]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。
[0034]图4是起重机的示意图。
[0035]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。
[0036]图6是表示现有技术的控制模块的结构的框图。
[0037]图7是表示现有技术的效果的例子的说明图。
[0038]图8是表示本专利技术的控制模块的结构的框图。
[0039]图9是表示本专利技术的效果的例子的说明图。
[0040]图10是表示本专利技术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
[0041]以下，对于本专利技术的实施方式使用附图详细说明，但本专利技术不限定于以下实施方
式，本专利技术的技术概念中的各种变形例和应用例也包括在其范围内。
[0042]此处，本专利技术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。
[0043]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，本专利技术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。
[0044]实施例1
[0045]接着，对于本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】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+sq...

【专利技术属性】
技术研发人员：桃井康行，小田井正树，家重孝二，及川裕吾，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：