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JP2957117B2 - Object damping control device - Google Patents

Object damping control device

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Publication number
JP2957117B2
JP2957117B2 JP28271295A JP28271295A JP2957117B2 JP 2957117 B2 JP2957117 B2 JP 2957117B2 JP 28271295 A JP28271295 A JP 28271295A JP 28271295 A JP28271295 A JP 28271295A JP 2957117 B2 JP2957117 B2 JP 2957117B2
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Japan
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curve
moving
elevating
natural frequency
unit
Prior art date
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基光 鈴木
利幸 岡田
好博 井漕
浩 一色
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Kanadevia Corp
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Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、物体の移動時にお
ける振れ止め装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steadying device for moving an object.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば荷物をロープを介して吊持
した状態で、所定場所に搬送(移動の一例)させる場
合、その荷物の振れを抑制するために、下記のような制
御が採用されていた。 搬送時において、荷物に取り付けられたセンサによ
り、その速度、加速度などを検出し、その検出量に応じ
て、フィードバック制御により、搬送装置を制御してい
た。 搬送装置側に、機械式の振止め装置を取り付けてお
き、この機械式の振止め装置により、荷物の振れを制御
していた。 荷物または搬送装置の振れ量、速度および加速度をセ
ンサにより検出し、その振れ量が少なくなるように、繰
り返し学習を行わせるニューロまたはファジィによる制
御が行われていた。 搬送装置側に、荷物の振れ量が抑制されるような駆動
動作を与えるパターン制御が行われていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, when a load is transported (an example of movement) to a predetermined place in a state where the load is suspended via a rope, the following control is employed to suppress the swing of the load. I was At the time of transport, the speed, acceleration, and the like are detected by a sensor attached to the package, and the transport device is controlled by feedback control according to the detected amount. A mechanical vibration-preventing device is mounted on the side of the transport device, and the mechanical vibration-preventing device controls the deflection of the load. Conventionally, a sensor is used to detect the amount of shake, speed, and acceleration of a load or a transport device, and control is performed by neuro or fuzzy for repeatedly performing learning so as to reduce the amount of shake. On the transport device side, a pattern control for giving a driving operation to suppress the swing amount of the load has been performed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した制御は、それ
ぞれ下記のような欠点があった。 フィードバック制御の場合には、振れが起こってか
ら、それを検出して制御を行うため、制御に時間がかか
ってしまうという欠点があった。 機械式の振止め装置による場合には、搬送装置自体に
他の付加装置を必要とし、全体的に構成が複雑になると
ともに振れ止めに時間がかかるという欠点があった。 学習的制御による場合には、何度か同じ動作を行い、
徐々に最適化して行くための繰り返しによる学習動作と
学習時間を必要とし、全体の作業効率が低下するという
欠点があった。 パターン制御の場合には、搬送装置の移動距離や移動
時間、荷物や搬送装置の質量また荷物の吊持装置の姿勢
に応じたパターンを数多く準備しなければならないとい
う欠点があり、またこのパターンは、固有振動数(振れ
周期)に依存しており、移動の際に、荷物の質量や吊持
装置の姿勢が変化して、固有振動数が変化した場合に
は、対応できないという欠点があった。
The above-described controls have the following disadvantages. In the case of the feedback control, there is a disadvantage that it takes a long time to perform the control by detecting the shake after the occurrence of the shake and performing the control. In the case of using a mechanical anti-vibration device, other additional devices are required for the transfer device itself, and the configuration becomes complicated as a whole, and the anti-vibration takes a long time. In the case of learning control, the same operation is performed several times,
A learning operation and a learning time by repetition for optimizing gradually are required, and there is a disadvantage that the overall work efficiency is reduced. In the case of pattern control, there is a drawback in that a number of patterns must be prepared according to the moving distance and moving time of the transport device, the mass of the load and the transport device, and the posture of the load suspending device. However, it depends on the natural frequency (vibration period), and there is a drawback that it is not possible to cope with a change in the natural frequency due to a change in the mass of the load or the attitude of the suspension device during movement. .

【0004】そこで、本発明は上記問題を解消し得る物
体の移動時における振止め装置を提供することを目的と
する。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a vibration damping device for moving an object which can solve the above problem.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第1の手段は、物体を保持装置により保持
するとともにこの保持装置を所定距離移動させる移動装
置を制御することにより、物体の振れ止めを行う振止め
制御装置であって、物体の移動距離、移動時間などの移
動指令を入力する移動指令入力部と、物体の昇降距離、
昇降時間などの昇降指令を入力する昇降指令入力部と、
上記移動指令入力部からの移動指令を入力して7次の移
動曲線を生成する移動曲線生成部と、上記昇降指令入力
部からの昇降指令を入力して5次の昇降曲線を生成する
昇降曲線生成部と、この昇降曲線生成部で求められた昇
降曲線に基づき、物体と移動装置との間または物体自身
の固有振動数を求める固有振動数演算部と、上記移動曲
線生成部で求められた移動曲線および上記固有振動数演
算部で求められた固有振動数を入力して、移動曲線の2
階微分値を求めるとともにこの2階微分値を固有振動数
の2剰で割った値を、上記移動曲線に加算して移動装置
の加速度を補償した最適軌道を生成する最適軌道生成部
とから構成した物体の振止め制御装置である。
In order to solve the above-mentioned problems, a first means of the present invention is to control a moving device which holds an object by a holding device and moves the holding device by a predetermined distance. A movement control input unit for inputting a movement command such as a moving distance of the object, a moving time, and a lifting and lowering distance of the object.
A lifting command input unit for inputting a lifting command such as a lifting time,
A movement curve generation unit that receives a movement command from the movement command input unit to generate a seventh-order movement curve, and a lifting curve that receives a lifting / lowering command from the lifting / lowering command input unit and generates a fifth-order movement curve A generating unit, a natural frequency calculating unit for calculating a natural frequency between the object and the moving device or the natural frequency of the object itself, based on the elevating curve obtained by the elevating curve generating unit, and an eigenfrequency calculating unit obtained by the moving curve generating unit. By inputting the moving curve and the natural frequency calculated by the natural frequency calculating section,
An optimum trajectory generating unit for obtaining a second order differential value, dividing the second order differential value by the second modulo of the natural frequency, and adding the obtained value to the moving curve to generate an optimum trajectory in which the acceleration of the mobile device is compensated. This is an anti-vibration control device for an object.

【0006】また、本発明の第2の手段は、物体を保持
装置により保持するとともにこの保持装置を所定距離移
動させる移動装置を制御することにより、物体の振れ止
めを行う振止め制御装置であって、物体の移動距離、移
動時間などの移動指令を入力する移動指令入力部と、物
体の昇降距離、昇降時間などの昇降指令を入力する昇降
指令入力部と、上記移動指令入力部からの移動指令を入
力して7次の移動曲線を生成する移動曲線生成部と、上
記昇降指令入力部からの昇降指令を入力して5次の昇降
曲線を生成する昇降曲線生成部と、この昇降曲線生成部
で求められた昇降曲線に基づき、物体の固有振動数を求
める固有振動数演算部と、上記昇降曲線生成部で求めら
れた昇降曲線に基づき、物体および保持装置に作用する
粘性抵抗係数を求める粘性抵抗係数演算部と、上記移動
曲線生成部で求められた移動曲線および上記固有振動数
演算部並びに上記粘性抵抗係数演算部で求められた固有
振動数および粘性抵抗係数を入力して、移動曲線の1階
微分値および2階微分値を求めるとともに、この2階微
分値を上記固有振動数の2剰で割った値および1階微分
値に下記に示す式を掛けた値を、上記移動曲線に加算
して移動装置の加速度および速度を補償した最適軌道を
生成する最適軌道生成部とから構成した物体の振止め制
御装置である。
A second means of the present invention is an anti-shake control device for holding an object by a holding device and controlling a moving device for moving the holding device by a predetermined distance to thereby prevent the object from shaking. A moving command input unit for inputting a moving command such as a moving distance and a moving time of an object, an elevating command input unit for inputting a lifting command such as an elevating distance and an elevating time of the object, and a movement from the moving command input unit. A moving curve generating unit for generating a seventh-order moving curve by inputting a command, a vertical-curve generating unit for generating a fifth-order vertical curve by inputting a vertical command from the vertical command input unit, and a vertical-curve generating unit A natural frequency calculating section for calculating the natural frequency of the object based on the elevation curve obtained by the section, and a viscous drag coefficient acting on the object and the holding device based on the elevation curve obtained by the above-mentioned elevation curve generating section. A viscous drag coefficient calculating unit, a moving curve obtained by the moving curve generating unit, a natural frequency calculating unit, and a natural frequency and a viscous drag coefficient obtained by the viscous drag coefficient calculating unit. The first derivative and the second derivative of the curve are obtained, and the value obtained by dividing the second derivative by the second modulo of the natural frequency and the value obtained by multiplying the first derivative by the following equation are obtained by the above-mentioned movement. An object trajectory control device comprising: an optimum trajectory generating unit that generates an optimum trajectory in which the acceleration and the speed of the moving device are compensated by adding to a curve.

【0007】ch /(m・ω2 )・・・ 但し、式中、 ch :粘性抵抗係数 ω :固有振動数 m :物体と保持装置の合計質量 を表す。C h / (m · ω 2 ) where ch : viscous drag coefficient ω: natural frequency m: total mass of the object and the holding device.

【0008】また、本発明の第3の手段は、物体を保持
装置により保持するとともにこの保持装置を所定距離移
動させる移動装置を制御することにより、物体の振れ止
めを行う振止め制御装置であって、物体の移動距離、移
動時間などの移動指令を入力する移動指令入力部と、物
体の昇降距離、昇降時間などの昇降指令を入力する昇降
指令入力部と、上記移動指令入力部からの移動指令を入
力して9次の移動曲線を生成する移動曲線生成部と、上
記昇降指令入力部からの昇降指令を入力して5次の昇降
曲線を生成する昇降曲線生成部と、この昇降曲線生成部
で求められた昇降曲線に基づき、物体の固有振動数を求
める固有振動数演算部と、上記昇降曲線生成部で求めら
れた昇降曲線に基づき、物体および保持装置に作用する
粘性抵抗係数を求める粘性抵抗係数演算部と、上記昇降
曲線生成部で求められた昇降曲線に基づき、物体および
保持装置と移動装置間の減衰係数を求める減衰係数演算
部と、上記移動曲線生成部で求められた移動曲線および
上記固有振動数演算部で求められた固有振動数並びに上
記粘性抵抗係数演算部で求められた粘性抵抗係数を入力
して、移動曲線の1階微分値および2階微分値並びにn
階微分値を求めるとともに、この2階微分値を上記固有
振動数の2剰で割った値および1階微分値に下記に示す
式を掛けた値並びにn階微分値に下記に示す式を掛
けた値を、上記移動曲線に加算して移動装置の加速度お
よび速度並びに加速度以上の高次微分値を補償した最適
軌道を生成する最適軌道生成部とから構成した物体の振
止め制御装置である。
Further, a third means of the present invention is an anti-shake control device for holding an object by a holding device and controlling a moving device for moving the holding device by a predetermined distance to thereby prevent the object from shaking. A moving command input unit for inputting a moving command such as a moving distance and a moving time of an object, an elevating command input unit for inputting a lifting command such as an elevating distance and an elevating time of the object, and a movement from the moving command input unit. A moving curve generating unit for generating a ninth-order moving curve by inputting a command, a raising / lowering curve generating unit for generating a fifth-order raising / lowering curve by inputting a lifting / lowering command from the lifting / lowering command input unit, A natural frequency calculating section for calculating the natural frequency of the object based on the elevation curve obtained by the section, and a viscous drag coefficient acting on the object and the holding device based on the elevation curve obtained by the above-mentioned elevation curve generating section. A viscous drag coefficient calculating unit, a damping coefficient calculating unit that calculates a damping coefficient between the object and the holding device and the moving device based on the lifting curve calculated by the lifting curve generating unit, and a damping coefficient calculating unit that calculates the damping coefficient by the moving curve generating unit. The moving curve, the natural frequency calculated by the natural frequency calculating section, and the viscous resistance coefficient calculated by the viscous resistance coefficient calculating section are input, and the first differential value and the second differential value of the moving curve and n
In addition to calculating the second order differential value, the value obtained by dividing the second order differential value by the modulo 2 of the natural frequency and the first order differential value by the following expression and the nth order differential value by the following expression are multiplied. And an optimal trajectory generating unit for generating an optimal trajectory that compensates for the acceleration and speed of the moving device and higher-order differential values equal to or higher than the acceleration by adding the calculated values to the moving curve.

【0009】 ch /(m・ω2 )・・・ (−1)n ・{(m/c)・ω }2・{(c/m)/ω2n・・・ (n≧3) 上記および式において、 ch :粘性抵抗係数 c :減衰係数 ω :固有振動数 m :物体と保持装置の合計質量 を表す。[0009] c h / (m · ω 2 ) ··· (-1) n · {(m / c) · ω} 2 · {(c / m) / ω 2} n ··· (n ≧ 3 ) in the above and the formula, c h: viscosity resistance coefficient c: damping coefficient omega: it represents the total mass of the object and the holding device: natural frequency m.

【0010】上記の構成によると、物体を移動させる際
に、その移動軌道を、7次,9次などの高次関数の曲線
で表すとともにその昇降軌道を5次関数の曲線で表し、
この移動曲線に、上記昇降曲線に基づく物体の固有振動
数および/または粘性抵抗係数さらには減衰係数を考慮
した値並びに移動曲線の微分値を加算して最適な移動軌
道を生成させ、この最適軌道に基づき移動装置および保
持装置を制御するようにしたので、簡単な制御構成でか
つ物体の振れを迅速に抑制することができる。
According to the above configuration, when an object is moved, its moving trajectory is represented by a curve of a higher-order function such as a seventh-order or ninth-order, and its elevating trajectory is represented by a curve of a fifth-order function.
An optimum moving trajectory is generated by adding a value in consideration of a natural frequency and / or a viscous drag coefficient and a damping coefficient of the object based on the elevating curve and a differential value of the moving curve to the moving curve. Since the moving device and the holding device are controlled based on the above, the shake of the object can be quickly suppressed with a simple control configuration.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
を図1〜図4に基づき説明する。本実施の形態では、図
1および図2に示すように、ガーダ1上を走行する走行
台車(移動装置の一例)2に載置された巻上装置(保持
装置の一例)3により荷物(物体の一例)Aをワイヤ
ー、ロープなどの索体4および吊り具5を介して吊持
し、この状態で、走行台車2を走行させて、所定の場所
に、移動(または搬送)させる際の荷物Aの振れ止めに
ついて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a load (object) is moved by a hoisting device (an example of a holding device) 3 mounted on a traveling vehicle (an example of a moving device) 2 that runs on the girder 1. Example) A is suspended via a cord 4 such as a wire or a rope and a suspending tool 5, and in this state, the traveling carriage 2 travels to move (or carry) the luggage to a predetermined place. The steady rest of A will be described.

【0012】なお、図1中、6は走行台車2を走行駆動
させる走行用モータ(駆動用モータ)であり、7は巻上
装置3の巻取ドラム8を駆動する巻上用モータであり、
また図2に示すように、これらのモータ6,7の駆動を
制御するための制御装置11が具備されている。
In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a traveling motor (drive motor) for driving the traveling vehicle 2 to travel, and 7 denotes a hoisting motor for driving a winding drum 8 of the hoisting device 3.
Further, as shown in FIG. 2, a control device 11 for controlling the driving of these motors 6 and 7 is provided.

【0013】この制御装置11は、走行台車2の移動距
離、移動時間、最高速度などの走行指令(移動指令)を
入力する走行指令入力部(移動指令入力部)12と、巻
上距離(または巻下距離)、巻上時間(または巻下時
間)、最高速度などの巻上指令(昇降指令)を入力する
巻上指令入力部(昇降指令入力部)13と、上記移動指
令入力部12からの移動指令を入力して7次関数の移動
曲線を生成する移動曲線生成部14と、上記巻上指令入
力部13からの巻上指令を入力して5次関数の昇降曲線
を生成する昇降曲線生成部15と、この昇降曲線生成部
15で生成された昇降曲線を入力して巻上用モータ7に
巻上制御信号をその駆動部である巻上用モータドライブ
17に出力する巻上用モータ制御部16と、上記巻上高
さすなわち索体4の長さにより変化する荷振れの固有振
動数を求める固有振動数演算部21、およびそのときの
粘性抵抗係数(空気抵抗に起因する)を求める粘性抵抗
係数演算部22と、上記移動曲線生成部14、昇降曲線
生成部15、固有振動数演算部21および粘性抵抗係数
演算部22から各曲線、固有振動数および粘性抵抗係数
を入力して走行台車2の最適軌道を求める最適軌道生成
部23と、この最適軌道生成部23で求められた最適軌
道を入力して走行用モータ6を制御する走行用モータド
ライブ25に制御信号を出力する走行用モータ制御部2
4とから構成されている。
The control device 11 includes a traveling command input unit (moving command input unit) 12 for inputting a traveling command (moving command) such as a moving distance, a moving time, and a maximum speed of the traveling bogie 2; A hoisting command input unit (elevating command input unit) 13 for inputting a hoisting command (elevation command) such as a hoisting distance), a hoisting time (or hoisting time), and a maximum speed; A moving curve generating unit 14 for generating a moving curve of a 7th order function by inputting a moving command of the above, and a rising and falling curve for generating a rising and falling curve of a 5th order function by inputting a hoisting command from the hoisting command input unit 13 A hoisting motor for inputting the elevating curve generated by the elevating curve generator 15 and outputting a hoisting control signal to the hoisting motor 7 to a hoisting motor drive 17 which is a driving unit thereof The control unit 16 and the winding height, that is, the A natural frequency calculating unit 21 for calculating a natural frequency of the load swing that changes according to the load, a viscous drag coefficient calculating unit 22 for calculating a viscous drag coefficient (attributable to air resistance) at that time, An optimal trajectory generator 23 for inputting the respective curves, the natural frequency and the viscous drag coefficient from the elevating curve generator 15, the natural frequency calculator 21 and the viscous drag coefficient calculator 22 to obtain the optimum trajectory of the traveling vehicle 2; The traveling motor control unit 2 that inputs the optimal trajectory obtained by the optimal trajectory generation unit 23 and outputs a control signal to a traveling motor drive 25 that controls the traveling motor 6.
And 4.

【0014】また、例えば上記吊り具5側には、荷物A
の重量を検出する重量検出センサ(図示せず)および荷
物Aの位置、すなわち吊り高さ(またはロープ長)を検
出する位置検出センサ(図示せず)が設けられ、これら
の各検出センサで検出された検出値が、上記固有振動数
演算部21および粘性抵抗係数演算部22に入力され
て、荷物Aの質量の変化、索体4の長さの変化が求めら
れ、この変化量が考慮された固有振動数および粘性抵抗
係数が、最適軌道生成部23に入力されるようにしてい
る。
Further, for example, the luggage A
And a position detection sensor (not shown) for detecting the position of the load A, that is, the hanging height (or the rope length), are detected by each of these detection sensors. The detected value thus obtained is input to the natural frequency calculating section 21 and the viscous drag coefficient calculating section 22, and a change in the mass of the baggage A and a change in the length of the rope 4 are determined. The natural frequency and the viscous drag coefficient are input to the optimal trajectory generating unit 23.

【0015】上記構成において、走行台車2の巻上装置
3に索体4を介して、吊持された荷物Aの振れ止め制御
方法を、図1〜図4に基づき説明する。まず、走行指令
入力部12から、移動指令として、走行台車2の移動距
離、移動位置、移動時間、最高速度などを入力する。
A method for controlling the steadying of the load A suspended from the hoisting device 3 of the traveling vehicle 2 via the cable 4 in the above configuration will be described with reference to FIGS. First, a travel distance, a travel position, a travel time, a maximum speed, and the like of the traveling vehicle 2 are input as travel commands from the travel command input unit 12.

【0016】そして、移動曲線生成部14に上記移動指
令が入力されると、一次関数以上の曲線を単独または組
み合わせて、その始点と終点とで、1,2,3階微分値
がゼロとなり4階微分値が有限である下記の(1) 式にて
示すような7次関数で表される走行軌道が生成される。
When the above-mentioned movement command is input to the movement curve generation unit 14, the first, second, and third order differential values become zero at the starting point and the ending point of the curves having a linear function or more, alone or in combination. A traveling trajectory represented by a seventh-order function as shown in the following equation (1) having a finite order differential value is generated.

【0017】[0017]

【数1】 (Equation 1)

【0018】但し、(1) 式中、tは時間、X*(t)は走行
軌道、Lx は移動距離、Tx は移動時間を表す。一方、
巻上指令入力部13からは、巻上指令として、巻上装置
3における荷物Aの巻上距離(または巻下距離)、巻上
位置(または巻下位置)、最高速度などが入力される。
[0018] However, (1) where, t is time, X * (t) is running track, L x is the moving distance, T x represents the travel time. on the other hand,
From the hoisting command input unit 13, a hoisting distance (or a hoisting distance), a hoisting position (or a hoisting position), and a maximum speed of the load A in the hoisting device 3 are input as hoisting commands.

【0019】そして、昇降曲線生成部15に、上記巻上
指令が入力されると、一次関数以上の曲線を単独または
組み合わせて、その始点と終点とで、1,2階微分値が
ゼロとなり3階微分値が有限である下記の(2) 〜(4) 式
にて示すような昇降曲線(5次曲線)の巻上軌道が生成
される。
When the hoisting command is input to the ascending / descending curve generator 15, the first and second order differential values become zero at the starting point and the ending point of the linear function or more, singly or in combination. A hoisting trajectory of an ascending / descending curve (fifth-order curve) as shown in the following equations (2) to (4) having a finite order differential value is generated.

【0020】但し、(2) 式中、Y* は巻上軌道、Lya
ybは巻上距離(または巻下距離)を示すロープ長(荷
物の昇降量に相当する)、Ty は巻上時間(または巻下
時間)を表す。
In the equation (2), Y * is a winding track, L ya ,
L yb is (corresponding to lifting of cargo) Rope length indicating a winding distance (or wound under distance), T y denotes the winding time (or wound under time).

【0021】[0021]

【数2】 (Equation 2)

【0022】また、上記昇降曲線生成部15からの昇降
曲線が、固有振動数演算部21および粘性抵抗係数演算
部22に入力され、この昇降曲線に基づき、巻上高さに
より変化する荷振れの固有振動数(下記の(5) 式に示
す)および粘性抵抗係数(下記の(6) 式に示す)が求
められる。
The elevating curve from the elevating curve generator 15 is input to a natural frequency calculator 21 and a viscous drag coefficient calculator 22, and based on the elevating curve, the load fluctuation which varies with the hoisting height. The natural frequency (shown in the following equation (5)) and the viscous drag coefficient (shown in the following equation (6)) are obtained.

【0023】ω(t) ={g/Y*(t)}1/2 ・・・・(5) ch (t) =f{Y*(t)} ・・・・(6) 勿論、荷物Aの質量、走行台車2の姿勢が変化する場合
には、その既知の変化量または検出センサで得られた変
化量が、それぞれの演算部21,22に入力され、ここ
でその変化量に応じた固有振動数および粘性抵抗係数が
求められ、これら修正された値が最適軌道生成部23に
入力される。
[0023] ω (t) = {g / Y * (t)} 1/2 ···· (5) c h (t) = f {Y * (t)} ···· (6) of course, When the mass of the baggage A and the attitude of the traveling vehicle 2 change, the known change amount or the change amount obtained by the detection sensor is input to the respective calculation units 21 and 22, where the change amount is calculated. The corresponding natural frequency and viscous drag coefficient are obtained, and the corrected values are input to the optimum trajectory generating unit 23.

【0024】そして、最適軌道生成部23では、移動曲
線生成部14で求められた走行軌道(1) に対し、走行軌
道の2階微分値を、入力された固有振動数ω(t) の2剰
で割ることにより求められた値(関数)と、走行軌道の
1階微分値に、入力された粘性抵抗係数ch (t) と荷物
Aと吊り具5の合計質量および固有振動数からなる速度
補償係数{ch /(m・ω2 )}を掛け合わせることに
より求められた値(関数)を足し合わせることで、下記
の(7) 式に示す最適走行軌道[X(t) ]が生成される。
Then, the optimal trajectory generator 23 calculates the second-order differential value of the travel trajectory for the travel trajectory (1) obtained by the movement curve generator 14 by two times the input natural frequency ω (t). the value obtained by dividing the Retained (function), the first derivative of the running track, consisting of a total mass and natural frequency of the hanging member 5 inputted viscous resistance coefficient c h (t) and the baggage a by adding the determined value (function) by multiplying the velocity compensation factor {c h / (m · ω 2)}, the optimal running track shown in (7) below [X (t)] is Generated.

【0025】[0025]

【数3】 (Equation 3)

【0026】なお、上記(7) 式中、{d /dt[X
*(t)]}および{d2/dt2 [X*(t)]}は、それぞれ
*(t)の1階微分と2階微分を表す。このようにして求
められた最適走行軌道が走行用モータ制御部24に入力
される。そして、ここで検出センサからの検出信号が入
力されて、走行用モータ6の位置および速度、すなわち
走行台車2の位置および速度が検出され、この検出値と
上記最適走行軌道である目標値との偏差にゲインを掛け
合わせた値が速度指令として、走行用モータドライバ2
5に出力される。また、上記巻上用モータ7からのフィ
ードバック信号が巻上用モータ制御部16に入力され、
走行台車2と同様に、巻上位置についてもフィードバッ
ク制御が行われている。
In the above equation (7), {d / dt [X
* (t)]} and {d 2 / dt 2 [X * (t)]} represent the first and second derivatives of X * (t), respectively. The optimum traveling trajectory determined in this way is input to the traveling motor control unit 24. Then, a detection signal from the detection sensor is input here, and the position and speed of the traveling motor 6, that is, the position and speed of the traveling vehicle 2 are detected, and the detected value is compared with the target value which is the optimal traveling trajectory. The value obtained by multiplying the deviation by the gain is used as the speed command,
5 is output. Further, a feedback signal from the hoisting motor 7 is input to the hoisting motor control unit 16,
Similar to the traveling vehicle 2, feedback control is also performed on the hoisting position.

【0027】このようにして、上記の最適走行軌道に基
づき、走行台車2が走行されるため、荷物Aを振らすこ
となく、所定の距離を移動させることができる。ここ
で、上述した本発明の制御を使用しない場合の荷物の振
れの状態と、本発明の制御を使用した場合の荷物振れの
状態とを、図3および図4のグラフに示し、その比較を
行う。
In this way, the traveling trolley 2 travels based on the optimal traveling trajectory described above, so that it is possible to move the predetermined distance without swinging the load A. Here, graphs of FIGS. 3 and 4 show the state of the baggage swing when the above-described control of the present invention is not used and the state of the baggage shake when the control of the present invention is used. Do.

【0028】図3は、本発明の制御方法を使用しない場
合で、63ton の走行台車に、53tonの荷物を吊持させて
走行させた場合を示している。この場合、走行台車の走
行軌道として、カムなどでよく使用される、下記の(8)
式にて表される5次曲線(7次曲線を与えてもよいが、
その結果はあまり変わらない)を与えた。
FIG. 3 shows a case in which the control method of the present invention is not used, and a 63-ton traveling truck is run while hanging 53-ton luggage. In this case, the following track (8), which is often used for cams, etc.
A quintic curve (a cubic curve may be given,
The result does not change much).

【0029】[0029]

【数4】 (Equation 4)

【0030】また、移動距離Lx は20m、移動時間Tx
は39秒である。このときの、X*(t)のグラフを、図3
(a)に示す。図3(a)中のX(t) は走行台車の動
き、Xt(t)は荷物の動きを示し、またXc(t)は、その停
止時における振れ量を拡大した動きを示す。
The moving distance L x is 20 m and the moving time T x
Is 39 seconds. The graph of X * (t) at this time is shown in FIG.
(A). In FIG. 3 (a), X (t) indicates the movement of the traveling vehicle, Xt (t) indicates the movement of the luggage, and Xc (t) indicates the movement in which the amount of shake at the time of the stop is enlarged.

【0031】この図3(a)から、走行台車の動きXt
(t)は、フィードバック制御の効果により、少し遅れて
走行軌道X*(t)に沿って停止しているが、走行台車側に
吊持されている荷物の位置は、Xc(t)の曲線にて示すよ
うに、大きく±100mm 以上の振れが残っていることを示
している。
From FIG. 3 (a), it can be seen that the movement of the traveling vehicle Xt
(t) stops along the traveling trajectory X * (t) with a slight delay due to the effect of the feedback control, but the position of the luggage suspended on the traveling trolley side is represented by the curve of Xc (t). As shown by, this indicates that a runout of ± 100 mm or more remains.

【0032】図3(b)は、巻き上げ動作の曲線Y(t)
を示し、起動と同時に吊り高さ25mから15mまで、10秒
で5次曲線による巻上軌道で巻き上げ、停止10秒前から
吊り高さ15mから25mまで、10秒で巻き下げていること
を示している。
FIG. 3B shows a curve Y (t) of the winding operation.
It shows that, at the same time as starting, the hoisting height was 25m to 15m, the hoisting track was wound up in a quintic curve in 10 seconds, and the hoisting height was 15m to 25m in 10 seconds, and the hoisting height was lowered in 10 seconds before stopping 10 seconds. I have.

【0033】また、図3(c)は、そのときの荷物すな
わち索体の振れ角と、必要なモータトルクとを示してい
る。図4は、本発明の制御を適用した場合を示してい
る。
FIG. 3C shows the swing angle of the load, that is, the rope body, and the required motor torque at that time. FIG. 4 shows a case where the control of the present invention is applied.

【0034】なお、駆動条件、巻上げ動作、各部の重
量、駆動部であるモータのフィードバック制御の性能
は、図3に示した場合と同様である。本発明の制御にお
いては、走行軌道に、上述した7次曲線を使用するとと
もに、固有振動数による振れの補償が行われている。
The driving conditions, the winding operation, the weight of each part, and the performance of the feedback control of the motor as the driving part are the same as those shown in FIG. In the control of the present invention, the above-described seventh order curve is used for the traveling trajectory, and the runout is compensated by the natural frequency.

【0035】図4(a)に示す荷物の振れの状態を示す
曲線Xc(t)を見ると、±8mmの振れしか発生していない
ことが分かる。なお、巻上げ速度は、図4(b)に示す
ように、図3の場合と同様であり、また図4(c)に示
すように、荷物の振れ角、および走行用のモータトルク
についても、滑らかに変動しており、無理なく駆動し得
ることが分かる。
Looking at the curve Xc (t) showing the state of the luggage swing shown in FIG. 4A, it can be seen that only the swing of ± 8 mm has occurred. The hoisting speed is the same as that in FIG. 3 as shown in FIG. 4 (b), and also as shown in FIG. 4 (c), the swing angle of the load and the motor torque for traveling are It can be seen that it fluctuates smoothly and can be driven without difficulty.

【0036】また、図4を参照して、本発明に係る制御
について説明したように、粘性抵抗係数を考慮しない場
合でも、荷物の振れを抑えた状態で、荷物の移動すなわ
ち搬送を行うことができる。勿論、粘性抵抗係数を考慮
すれば、荷物の振れをより抑制することができる。
Further, as described with reference to FIG. 4, the control according to the present invention allows the movement of the load, that is, the transfer of the load while the swing of the load is suppressed, even when the viscous drag coefficient is not considered. it can. Of course, if the viscous drag coefficient is taken into consideration, the swing of the load can be further suppressed.

【0037】上記実施の形態の構成によると、荷物を移
動させる際に、その移動軌道を、7次関数の曲線で表す
とともにその昇降軌道を5次関数の曲線で表し、この移
動曲線に、上記昇降曲線に基づく荷物の固有振動数およ
び粘性抵抗係数を考慮した値並びに移動曲線の微分値を
加算して最適な移動軌道を生成させ、この最適軌道に基
づき走行台車および巻上装置を制御するようにしたの
で、例えばフィードバック制御のように制御に時間がか
かるということがなく、また機械式のように付加装置も
必要とせず、また学習動作を必要としなく、したがって
簡単な構成でかつ物体の振れを迅速に抑制することがで
きる。
According to the configuration of the above-described embodiment, when moving a load, its moving trajectory is represented by a curve of a seventh-order function, and its elevating trajectory is represented by a curve of a quintic function. An optimum moving trajectory is generated by adding a value in consideration of the natural frequency and viscous drag coefficient of the load based on the lifting curve and a differential value of the moving curve, and the traveling vehicle and the hoisting device are controlled based on the optimum trajectory. Therefore, for example, the control does not take a long time as in feedback control, does not require an additional device such as a mechanical type, does not require a learning operation, and therefore has a simple configuration and a vibration of an object. Can be quickly suppressed.

【0038】また、上記実施の形態の構成によると、荷
物の振れ周期(固有振動数)に対し、簡単にかつ柔軟
に、その補償を行うため、移動の際に走行台車の姿勢や
荷物などの質量が変化して周期が変化した場合にも、十
分に対応することができる。
Further, according to the configuration of the above-described embodiment, in order to easily and flexibly compensate for the swing cycle (natural frequency) of the load, the posture of the traveling vehicle, the load of the load, and the like when moving are performed. It is possible to sufficiently cope with a case where the period changes due to a change in mass.

【0039】さらに、最適軌道については、高次関数の
組み合わせにより生成しているため、従来のようパター
ン制御のように、必要な動作に応じたパターンを予め用
意する必要がない。
Further, since the optimum trajectory is generated by a combination of higher-order functions, it is not necessary to prepare a pattern corresponding to a required operation in advance as in the conventional pattern control.

【0040】次に、本発明の第2の実施の形態を、図5
および図6に基づき説明する。上記第1の実施の形態に
おいては、荷物をクレーンにて、所定場所に移動させる
場合について説明したが、本第2の実施の形態では、荷
物のハンドリング装置に適用した場合について説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A description will be given with reference to FIG. In the above-described first embodiment, the case where the luggage is moved to a predetermined place by the crane has been described. In the second embodiment, a case where the invention is applied to a luggage handling device will be described.

【0041】すなわち、図5および図6に示すように、
このハンドリング装置31は、一対の走行レール32上
を走行用モータ34により走行自在にされた走行台車
(移動装置の一例)33と、この走行台車33の走行方
向(以下、Y方向という)と直交する方向(以下、X方
向という)で左右の走行台車33間に横架された案内体
35と、この案内体35に移動用モータ(例えばラック
・ピニオン機構を介して駆動するもの)37を介して移
動自在に案内された移動体36と、この移動体36の側
部に設けられるとともに昇降用モータ39により昇降軸
体40をZ方向で駆動(例えばボールネジ機構などが使
用されたもの)させる昇降装置38と、この昇降軸体4
0の下端部に取り付けられた荷物Aの把持具(保持装置
の一例)41と、上記各モータ34,37,39を制御
する制御装置42とから構成されている。
That is, as shown in FIGS. 5 and 6,
The handling device 31 has a traveling vehicle (an example of a moving device) 33 that can be freely run on a pair of traveling rails 32 by a traveling motor 34, and is orthogonal to a traveling direction of the traveling vehicle 33 (hereinafter, referred to as a Y direction). In the direction of movement (hereinafter referred to as X direction) between the left and right traveling carriages 33, and the guide body 35 via a moving motor (for example, one driven by a rack and pinion mechanism) 37. And a lifting / lowering unit which is provided on the side of the moving unit 36 and which drives the lifting / lowering shaft 40 in the Z direction by a lifting / lowering motor 39 (for example, a ball screw mechanism or the like is used). The device 38 and the lifting shaft 4
It comprises a gripper (an example of a holding device) 41 of the baggage A attached to the lower end of the "0" and a control device 42 for controlling the motors 34, 37 and 39.

【0042】なお、上記第1の実施の形態では、移動方
向が一方の水平方向と巻上げ方向との2方向であったの
に対して、本第2の実施の形態では、X,Y,Zの三方
向についての軌道制御を行うようにしたものであり、し
たがって第2の実施の形態の制御内容は、第1の実施の
形態の制御内容に、別な水平方向の制御を追加しただけ
であり、実質的な制御内容はほぼ同じであるため、制御
装置42についての説明を、簡単に行う。
In the first embodiment, the moving directions are two directions, one horizontal direction and the winding direction. On the other hand, in the second embodiment, X, Y, Z The trajectory control in the three directions is performed. Therefore, the control content of the second embodiment is different from the control content of the first embodiment only by adding another horizontal control. Since the control contents are substantially the same, the control device 42 will be briefly described.

【0043】すなわち、この制御装置42は、X,Y,
Z方向における移動距離、移動位置、移動時間、最高速
度などの移動指令を入力するX,Y,Z方向移動指令入
力部51,52,53と、荷物Aの質量を入力する質量
入力部54と、上記X,Y方向移動指令入力部51,5
2からの移動指令を入力して9次関数の移動曲線を生成
するX,Y方向移動曲線生成部55,56と、上記Z方
向移動指令入力部53からの移動指令すなわち昇降指令
を入力して5次関数の移動曲線(以下、昇降曲線とい
う)を生成するZ方向移動曲線生成部57と、このZ方
向移動曲線生成部57で生成された昇降曲線を入力して
昇降用モータ39に制御信号をその駆動部である昇降用
モータドライブ59に出力する昇降用モータ制御部58
と、上記X,Y,Z方向移動曲線生成部55,56,5
7で生成された移動曲線および昇降曲線並びに質量入力
部54からの荷物Aの質量を入力して、移動量および昇
降量に基づき変化する荷振れの固有振動数(例えば、案
内体35、昇降軸体40などの剛性に起因するもの)を
求める固有振動数演算部60、およびそのときの粘性抵
抗係数(荷物Aまたは移動体36などの空気抵抗に起因
するもの)を求める粘性抵抗係数演算部61、並びに減
衰係数(例えば、案内体35,昇降軸体40などの材料
の減衰)を求める減衰係数演算部62と、上記X方向移
動曲線生成部55、固有振動数演算部60、粘性抵抗係
数演算部61および減衰係数演算部62から曲線軌道、
固有振動数、粘性抵抗係数および減衰係数を入力して移
動体36の最適軌道を求めるX方向最適軌道生成部63
と、このX方向最適軌道生成部63で求められた最適軌
道を入力して移動用モータ37を制御する移動用モータ
ドライブ65に制御信号を出力する移動用モータ制御部
64と、上記Y方向移動曲線生成部56、固有振動数演
算部60、粘性抵抗係数演算部61および減衰係数演算
部62から曲線軌道、固有振動数、粘性抵抗係数および
減衰係数を入力して走行台車33の最適軌道を求めるY
方向最適軌道生成部66と、このY方向最適軌道生成部
66で求められた最適軌道を入力して走行用モータ34
を制御する走行用モータドライブ68に制御信号を出力
する走行用モータ制御部67とから構成されている。
That is, the control device 42 controls X, Y,
X, Y, and Z direction movement command input units 51, 52, and 53 for inputting movement commands such as a movement distance, a movement position, a movement time, and a maximum speed in the Z direction; X, Y direction movement command input units 51, 5
X and Y-direction movement curve generation units 55 and 56 for generating a ninth-order function movement curve by inputting a movement command from 2 and a movement command from the Z-direction movement command input unit 53, that is, an ascending / descending command. A Z-direction movement curve generator 57 that generates a quintic function movement curve (hereinafter, referred to as an up-and-down curve), and inputs the up-and-down curve generated by the Z-direction movement curve generation section 57 and sends a control signal Motor control unit 58 which outputs the signal to the motor drive 59 as a driving unit
And the X, Y, and Z direction movement curve generation units 55, 56, and 5
7, the movement curve and the lifting / lowering curve and the mass of the load A from the mass input unit 54 are input, and the natural frequency of the load swing that changes based on the movement and the lifting / lowering amount (for example, the guide 35, the lifting / lowering axis) A natural frequency calculating unit 60 for calculating the rigidity of the body 40 and the like, and a viscous resistance coefficient calculating unit 61 for calculating the viscous resistance coefficient (attributable to the air resistance of the load A or the moving body 36) at that time. , And a damping coefficient calculating section 62 for calculating a damping coefficient (for example, damping of the material of the guide 35, the elevating shaft body 40, etc.), the X-direction movement curve generating section 55, a natural frequency calculating section 60, a viscous resistance coefficient calculating. From the section 61 and the attenuation coefficient calculation section 62,
X-direction optimal trajectory generator 63 for inputting the natural frequency, the viscous drag coefficient and the damping coefficient to determine the optimal trajectory of the moving body 36
A movement motor control unit 64 for inputting the optimum trajectory obtained by the X-direction optimum trajectory generation unit 63 and outputting a control signal to a movement motor drive 65 for controlling the movement motor 37; A curve trajectory, a natural frequency, a viscous resistance coefficient, and a damping coefficient are input from the curve generating unit 56, the natural frequency calculating unit 60, the viscous resistance coefficient calculating unit 61, and the damping coefficient calculating unit 62, and the optimum trajectory of the traveling vehicle 33 is obtained. Y
The direction optimal trajectory generating unit 66 and the optimal trajectory obtained by the Y direction optimal trajectory generating unit 66 are input and the traveling motor 34
And a traveling motor control unit 67 that outputs a control signal to a traveling motor drive 68 that controls the motor.

【0044】上記構成において、走行台車33、移動体
36および昇降装置38に昇降される昇降軸体40を介
して、吊持された荷物Aの振れ止め制御方法について説
明する。
In the above configuration, a method for controlling the steadying of the suspended load A via the traveling carriage 33, the moving body 36, and the elevating shaft 40 which is moved up and down by the elevating device 38 will be described.

【0045】まず、X,Y,Z方向移動指令入力部5
1,52,53から、移動指令として、走行台車33、
移動体36および昇降装置38に、移動距離、移動位
置、移動時間および最高速度などをそれぞれ入力する。
First, the X, Y, Z direction movement command input unit 5
1, 52, and 53, the traveling vehicle 33,
The moving distance, the moving position, the moving time, the maximum speed, and the like are input to the moving body 36 and the elevating device 38, respectively.

【0046】そして、各移動曲線生成部55,56,5
7に、上記移動指令が入力されると、一次関数以上の曲
線を単独または組み合わせて、下記の(11)および(12)式
にて示すような9次関数で表される移動軌道が生成され
る。
Then, each of the moving curve generators 55, 56, 5
7, when the above-mentioned movement command is input, a movement trajectory represented by a ninth-order function as shown by the following equations (11) and (12) is generated by using a curve of a linear function or more alone or in combination. You.

【0047】[0047]

【数5】 (Equation 5)

【0048】但し、(11),(12)式中、tは時間、X*(t)
およびY*(t)は移動軌道(走行軌道)、Lx およびLy
は移動距離、Tx およびTy は移動時間を表す。一方、
Z方向移動指令入力部57からは、移動指令(昇降指
令)として、昇降装置38における荷物Aの昇降距離、
昇降位置、最高速度などが入力される。
Here, in the equations (11) and (12), t is time and X * (t)
And Y * (t) are the moving orbit (traveling orbit), L x and L y
The moving distance, T x and T y represent the travel time. on the other hand,
From the Z-direction movement command input unit 57, as a movement command (elevation command),
The vertical position, the maximum speed, etc. are input.

【0049】そして、Z方向移動曲線生成部57に、上
記移動指令が入力されると、一次関数以上の曲線を単独
または組み合わせて、下記の(13)〜(15)式にて示すよう
な5次関数で表される昇降軌道が生成される。
When the above-mentioned movement command is input to the Z-direction movement curve generation section 57, the curves having a linear function or more are used alone or in combination to obtain the following equation (13) to (15). A lifting trajectory represented by the following function is generated.

【0050】但し、(13)〜(15)式中、Z* は昇降軌道、
za,Lzbは昇降距離(昇降量)、Tz は昇降時間を表
す。
However, in the formulas (13) to (15), Z * is an elevating orbit,
L za and L zb represent a lifting distance (a lifting amount), and T z represents a lifting time.

【0051】[0051]

【数6】 (Equation 6)

【0052】また、上記Z方向曲線生成部57からの演
算値が、固有振動数演算部60、粘性抵抗係数演算部6
1および減衰係数演算部62に入力され、ここで昇降量
により変化する荷振れの固有振動数[下記の(16),(17)
式に示す]、粘性抵抗係数[下記の(18),(19)式に示
す]および減衰係数[下記の(20),(21)式に示す]が求
められる。
The calculated value from the Z-direction curve generator 57 is supplied to the natural frequency calculator 60 and the viscous drag coefficient calculator 6.
1 and the damping coefficient calculation unit 62, where the natural frequency of the load swing that changes according to the amount of lifting / lowering [the following (16), (17)
Equation [1], viscous drag coefficient [shown in the following equations (18) and (19)], and damping coefficient [shown in the following equations (20) and (21)] are obtained.

【0053】[0053]

【数7】 (Equation 7)

【0054】上記(16)〜(19)式中、ωx(t)およびωy(t)
はX,Y方向の固有振動数、chx(t)およびchy(t) は
粘性抵抗係数、cx(t)およびcy(t)は減衰係数、kx
{ }およびky { }はバネ定数を求める関数、fx
{ }およびfy { }は粘性抵抗係数を求める関数、
x′{ }およびfy′{ }は減衰係数を求める関
数、m(t) は荷物Aの質量をそれぞれ表す。
In the above equations (16) to (19), ω x (t) and ω y (t)
Is the natural frequency in the X and Y directions, c hx (t) and c hy (t) are viscous drag coefficients, c x (t) and c y (t) are damping coefficients, k x
{} And ky {} are functions for finding the spring constant, f x
{} And f y {} are functions for determining the viscous drag coefficient,
fx ′} and f y ′} 数 are functions for obtaining the damping coefficient, and m (t) represents the mass of the load A.

【0055】そして、X方向およびY方向最適軌道生成
部63,66では、それぞれ求められた移動曲線(11),
(12)に対し、その2階微分値を、上記固有振動数ωx
(t) ,ωy (t) の2剰で割ることにより求められた値
と、1階微分値に上記粘性抵抗係数chx(t) ,chy(t)
、固有振動数ωx (t) ,ωy (t) および質量m(t) か
らなる速度補償係数と、3階微分値に減衰係数chx(t)
,chy(t) 、固有振動数ωx(t) ,ωy (t) および質量
m(t) からなる高次微分補償係数を掛けた値とを足し合
わせることで、下記の(22),(23)式に示す最適移動軌道
[X(t) ],[Y(t)]が生成される。
Then, the X-direction and Y-direction optimum trajectory generators 63 and 66 respectively calculate the movement curves (11) and (11).
For (12), the second-order differential value is calculated as the natural frequency ω x
(t) and ω y (t) divided by the two remainders, and the first derivative, the viscous drag coefficients ch hx (t) and cy (t)
, The velocity compensation coefficient consisting of the natural frequencies ω x (t), ω y (t) and the mass m (t), and the damping coefficient ch hx (t)
, C hy (t), the natural frequency ω x (t), ω y (t), and the value multiplied by the higher-order differential compensation coefficient consisting of the mass m (t) to obtain the following (22) , (23), the optimal movement trajectories [X (t)] and [Y (t)] are generated.

【0056】[0056]

【数8】 (Equation 8)

【0057】上記(22)および(23)式中、{d /dt[X
*(t)]},{d /dt[Y*(t)]}および{d2/dt2
[X*(t)]},{d2/dt2 [Y*(t)]}並びに{d3/
dt 3 [X*(t)]},{d3/dt3 [Y*(t)]}は、そ
れぞれX*(t),Y*(t)の1階微分、2階微分、3階微分
を表す。
In the above equations (22) and (23), {d / dt [X
*(t)]}, {d / dt [Y*(t)]} and {dTwo/ dtTwo 
[X*(t)]}, {dTwo/ dtTwo [Y*(t)]} and {dThree/
dt Three [X*(t)]}, {dThree/ dtThree [Y*(t)]} is
Each X*(t), Y*First derivative, second derivative, third derivative of (t)
Represents

【0058】なお、3次以上の高次(n次)微分値を補
償する場合には、n階微分値に下記の係数が掛けられた
ものが順次加算される。 (−1)n・{(m/c)・ω}2・{(c/m)/
ω2n (n≧3)
In order to compensate for a third-order or higher-order (n-order) or higher-order (n-order) differential value, the product obtained by multiplying the n-th order differential value by the following coefficient is sequentially added. (-1) n · {(m / c) · ω} 2 · {(c / m) /
ω 2n (n ≧ 3)

【0059】このようにして求められた昇降軌道および
最適移動軌道が昇降用、移動用および走行用モータ制御
部58,64,67に入力されるとともに、ここで各モ
ータ39,37,34の位置および速度を検出し、上記
最適な軌道である目標値との偏差にゲインを掛け合わせ
た値を速度指令として、各モータドライバ59,65,
68に出力される。すなわち、最適軌道による制御に合
わせてフィードバック制御も行われている。
The ascending / descending trajectory and the optimum moving trajectory thus obtained are input to the ascending / descending / moving / running motor control units 58, 64, 67, where the positions of the motors 39, 37, 34 are determined. And a speed, and a value obtained by multiplying a deviation from a target value which is the optimal trajectory by a gain is set as a speed command, and each motor driver 59, 65,
68. That is, feedback control is also performed in accordance with the control based on the optimal trajectory.

【0060】このような構成により、上述した最適軌道
に基づき、走行台車33、移動体36および昇降軸体4
0が移動させられるため、荷物Aを振らすことなく、精
度良くハンドリングを行うことができる。
With such a configuration, the traveling vehicle 33, the moving body 36 and the elevating shaft 4
Since 0 is moved, the handling can be performed accurately without swinging the load A.

【0061】ここで、最適軌道として、7次関数を採用
した理由について説明する。まず、図7に示すように、
駆動部101 により、搬送部102 を移動させるモデルにつ
いて考える。
Here, the reason why the 7th-order function is adopted as the optimum trajectory will be described. First, as shown in FIG.
A model in which the transport unit 102 is moved by the drive unit 101 will be considered.

【0062】なお、このモデルにおいて、駆動部101 と
搬送部102 との間の接続部を、バネ系(K)で表し、ま
た駆動指令に対して、駆動部101 が遅れなく追従すると
考えると、駆動部101 の質量(または慣性モーメント)
を無視できる。
In this model, the connection between the drive unit 101 and the transport unit 102 is represented by a spring system (K), and it is assumed that the drive unit 101 follows the drive command without delay. Mass (or moment of inertia) of drive unit 101
Can be ignored.

【0063】このモデルの運動方程式は下記(31)式で表
される。 Mm ・xm′′(t)+K・{xm(t)−x(t) }=0・・・・(31) そのときの固有振動数ωm は下記(32)式で表される。
The equation of motion of this model is expressed by the following equation (31). M m × x m ″ ′ (t) + K × {x m (t) −x (t)} = 0 (31) The natural frequency ω m at that time is expressed by the following equation (32). You.

【0064】ωm 2=K/Mm ・・・・(32) 上記(31)および(32)式をまとめると、下記(33)式とな
る。 (1/ωm 2)・xm′′(t)+xm(t)=x(t) ・・・・(33) ここで、搬送部102 をある関数曲線fn(t)で駆動したい
場合、そのときに駆動部101 に指令する駆動曲線を求め
てみる。
Ω m 2 = K / M m (32) When the above equations (31) and (32) are put together, the following equation (33) is obtained. (1 / ω m 2 ) · x m ″ (t) + x m (t) = x (t) (33) Here, we want to drive the transport unit 102 with a certain function curve f n (t). In this case, a drive curve to be commanded to the drive unit 101 at that time is obtained.

【0065】 xm(t)=fn(t) ・・・・(34) x(t) =fn(t)+(1/ωm 2)・fn′′(t)・・・・(35) つまり、図7のような系の場合、搬送部102 をある関数
曲線fn(t)で駆動したい場合、駆動部101 に与える指令
として、fn(t)にfn(t)の2階微分を固有振動数の2剰
で割った値を足し合わせた曲線を与えればよいことが分
かる(加速度補償制御)。
X m (t) = f n (t) (34) x (t) = f n (t) + (1 / ω m 2 ) · f n ″ (t) - (35) in other words, in the case of a system as in FIG. 7, if you want to drive at a certain conveying section 102 function curve f n (t), as a command to be given to the drive unit 101, the f n (t) f n ( t It can be seen that a curve obtained by adding the values obtained by dividing the second derivative of ()) by the modulo 2 of the natural frequency may be given (acceleration compensation control).

【0066】次に、加速度補償を行う場合の関数fn(t)
の必要条件について説明する。駆動指令(変位)とし
て、(35)式のx(t) を与えるが、そのときの変位、速
度、加速度は、下記(36)〜(38)式にて表される。
Next, a function f n (t) for performing acceleration compensation
The necessary conditions will be described. X (t) in equation (35) is given as a drive command (displacement), and the displacement, speed, and acceleration at that time are represented by the following equations (36) to (38).

【0067】[0067]

【数9】 (Equation 9)

【0068】ここで、注目することは、変位の項に関数
n(t)の2階微分が含まれているため、速度では3階
の、加速度では4階の関数fn(t)の微分項が含まれるこ
とである。
Here, it should be noted that since the displacement term includes the second derivative of the function f n (t), the velocity has a third order and the acceleration has a fourth order function f n (t). That is, the differential term is included.

【0069】移動・搬送装置の動作パターンは、主にA
点からB点への移動であるが、滑らかな起動・停止を行
うためには、駆動指令関数は、 開始時間(t=0) :a(t) =有限値,v(t) =0 終了時間(t= TEND):a(t) =有限値,v(t) =0 を満たす必要がある。
The operation pattern of the moving / transporting device is mainly A
Although the movement is from point to point B, in order to smoothly start and stop, the drive command function is as follows: start time (t = 0): a (t) = finite value, v (t) = 0 end Time (t = T END ): a (t) = finite value, v (t) = 0 must be satisfied.

【0070】今、加速度の項に関数fn(t)の4階微分が
含まれるため、加速度a(t) が有限値を持つためには、
関数fn(t)は、4階以上の微分が有限である必要があ
り、さらに速度v(t) が開始時間および終了時間でゼロ
となるために、関数fn(t)は3階以下の微分において、
定数項を持ってはならない。
Since the acceleration term includes the fourth derivative of the function f n (t), in order for the acceleration a (t) to have a finite value,
The function f n (t) needs to have a finite derivative of the fourth or higher order, and the function f n (t) has a third order or lower because the velocity v (t) becomes zero at the start time and the end time. In the derivative of,
It must not have a constant term.

【0071】関数fn(t)が、仮に高次の時間関数であっ
たとすると、上記の条件を満たす一般式は、以下の(39)
〜(41)式にて表される。
Assuming that the function f n (t) is a higher-order time function, the general expression satisfying the above condition is given by the following (39)
To (41).

【0072】[0072]

【数10】 (Equation 10)

【0073】次に、A点からB点までの移動時の駆動指
令関数を具体的に求めてみる。例えば、(加速度補償)
または(加速度補償+速度補償)を行う場合、駆動指令
関数をつくる関数fn(t)は、4階以上の微分が有限であ
る必要があり、3階以下の微分において定数項を持って
はならないことは、上述した通りである。
Next, a drive command function for moving from point A to point B will be specifically obtained. For example, (acceleration compensation)
Alternatively, when performing (acceleration compensation + speed compensation), the function f n (t) for creating the drive command function needs to have a finite differential of the fourth or higher order. What is not to be done is as described above.

【0074】関数fn(t)が仮に高次の時間関数であり、
A点からB点までの移動(距離L,移動時間TEND )で
あるとすれば、上記の条件を満たす一般式は、以下の(4
2)および(43)式にて表される。
It is assumed that the function f n (t) is a higher-order time function,
Assuming that the movement is from point A to point B (distance L, movement time T END ), the general expression satisfying the above condition is as follows:
It is expressed by equations 2) and (43).

【0075】[0075]

【数11】 [Equation 11]

【0076】t=0で、上記(42)の各式がゼロになるの
は明白であり、全てのAn について成立するので、関数
を決定する条件から除外することができる。また、4階
微分の値は、t=0,t=TEND において、任意の値で
あるからこれも除外することができる。
[0076] In t = 0, the (42) is clear of each expression becomes zero, so it holds for all A n, can be excluded from the conditions that determine the function. The value of the fourth derivative is an arbitrary value at t = 0 and t = T END , so that this can also be excluded.

【0077】つまり、t=TEND 時における3階微分ま
での4個の式の条件を満たせばよいことから、An(n=3+
(1〜4))=A4 ,A5 ,A6 ,A7 であれば、解を求める
ことができるので、fn(t)は7次またはそれ以上の高次
関数であればよいことが分かる。ここでは、もっとも次
数の低い7次関数の場合について解くことにする。
In other words, since it is sufficient to satisfy the conditions of the four equations up to the third derivative at t = T END , A n (n = 3 +
If (1-4)) = A 4 , A 5 , A 6 , A 7 , a solution can be obtained, so that f n (t) may be a higher order function of order 7 or higher. I understand. Here, the case of the seventh order function having the lowest order will be solved.

【0078】[0078]

【数12】 (Equation 12)

【0079】上記の各式を解くと、A7 =−20L/T
END 7,A6 =70L/TEND 6,A5 =−84L/TEND 5,A
4 =35L/TEND 4が得られる。これら各値を上記の(39)
式に代入すると、fn(t)は下記の(44)式で表される。
By solving the above equations, A 7 = −20 L / T
END 7 , A 6 = 70 L / T END 6 , A 5 = −84 L / T END 5 , A
4 = 35 L / T END 4 is obtained. (39)
When substituted into the equation, f n (t) is expressed by the following equation (44).

【0080】[0080]

【数13】 (Equation 13)

【0081】ここで、最適軌道として、9次関数を採用
した理由について説明する。まず、図8に示すように、
図7と同様に、駆動部101 により、搬送部102 を移動さ
せるモデルについて考える。この場合は、駆動部と搬送
部間に減衰がある場合に適用される。例えば、クレーン
に機械的、電気制御的減衰装置を付けた場合や、搬送装
置の減衰が無視できない場合があてはまる。
Here, the reason why a ninth-order function is adopted as the optimal trajectory will be described. First, as shown in FIG.
Similar to FIG. 7, a model in which the transport unit 102 is moved by the drive unit 101 will be considered. This case is applied when there is attenuation between the drive unit and the transport unit. For example, there are cases where the crane is provided with a mechanically and electrically controlled damping device, or where the damping of the transport device cannot be ignored.

【0082】なお、このモデルにおいて、駆動部101 と
搬送部102 との間の接続部を、バネ系(K)で表し、ま
た駆動部101 の質量(または慣性モーメント)を無視
し、駆動部101 に作用する粘性抵抗力は無視するか、若
しくは作用していたとしてもその粘性抵抗力に打ち勝っ
て駆動指令通りに動くものとする。
In this model, the connection between the drive unit 101 and the transport unit 102 is represented by a spring system (K), and the mass (or moment of inertia) of the drive unit 101 is neglected. Is ignored, or even if it is acting, it overcomes the viscous resistance and moves according to the drive command.

【0083】このモデルの運動方程式は下記(51)式で表
される。
The equation of motion of this model is expressed by the following equation (51).

【0084】[0084]

【数14】 [Equation 14]

【0085】そのときの固有振動数ωm は下記(32)式で
表される。 ωm 2=K/Mm ・・・・(52) また、減衰比ζは下記(53)式で表される。
The natural frequency ω m at this time is expressed by the following equation (32). ω m 2 = K / M m (52) The damping ratio ζ is represented by the following equation (53).

【0086】 ζ=C/Cc =C/{2(Mm ・K)0.5 }・・・(53) 上記(51)〜(53)式をまとめると、下記(54)式となる。Ζ = C / C c = C / {2 (M m · K) 0.5 } (53) The above equations (51) to (53) can be summarized as the following equation (54).

【0087】[0087]

【数15】 (Equation 15)

【0088】上記(54)式を整理すると、下記の(55)式の
ようになる。
The above equation (54) can be rearranged into the following equation (55).

【0089】[0089]

【数16】 (Equation 16)

【0090】(55)式が減衰付き一質点モデルの補償式の
一般式である。級数的に表現されるため、完全な補償に
は無限の微分項が必要となり、事実上解は存在しない。
そのため、3階までの微分を有効とする近似を行うと、
下記の(57)式のようになる。
Equation (55) is a general equation of the compensation equation of the one-mass model with attenuation. Being expressed in a series, perfect compensation requires an infinite number of differential terms and there is virtually no solution.
Therefore, when an approximation that makes the differentiation up to the third order effective is performed,
Equation (57) below is obtained.

【0091】[0091]

【数17】 [Equation 17]

【0092】次に、減衰付き−質点モデルの加速度補償
制御について説明する。ここで搬送部をある関数曲線fn
(t) で駆動したい場合、そのときに駆動部に指令する駆
動曲線x(t)を求めてみる。fn(t)、fn′(t)、fn′′(t)、
fn′′′(t) の初期値が0であり、さらに高次の微分値
は係数(-2・ζ/ωm)nが級数的に小さくなること(ζ<<ω
m の場合)から無視できると考えると、駆動曲線x(t)
は、下記の(59)式にて表される。
Next, acceleration compensation control of the damped-mass model will be described. Here, the transport section is defined by a function curve f n
If it is desired to drive with (t), a drive curve x (t) for instructing the drive unit at that time is obtained. f n (t), f n ′ (t), f n ″ (t),
The initial value of f n ′ ″ (t) is 0, and the higher-order derivative is that the coefficient (−2 · ζ / ω m ) n decreases in a series (ζ << ω
m )), the drive curve x (t)
Is represented by the following equation (59).

【0093】[0093]

【数18】 (Equation 18)

【0094】つまり、図8のような系の場合、搬送部を
ある関数曲線fn(t) で駆動したい場合、駆動部に与える
指令として、fn(t) に、fn(t) の2階微分、3階微分に
(59)式に示す係数を掛けた値を足し合わせた曲線を与え
ればよいことがわかる(高次微分補償)。
That is, in the case of the system as shown in FIG. 8, when it is desired to drive the transport section with a certain function curve f n (t), the commands given to the drive section include f n (t) and f n (t). 2nd derivative, 3rd derivative
It can be seen that a curve obtained by adding values multiplied by the coefficient shown in the equation (59) may be given (higher-order differential compensation).

【0095】次に、減衰付き一質点モデルの最適軌道制
御について説明する。まず、加速度補償を行う場合の関
数fn(t) の必要条件を述べる。駆動指令(変位)として
(59)式を与えるが、そのときの変位、速度、加速度の各
式は以下の通りとなる。
Next, the optimal trajectory control of the one-mass model with attenuation will be described. First, the necessary conditions for the function f n (t) when performing acceleration compensation will be described. As drive command (displacement)
Equation (59) is given, where the equations for displacement, velocity, and acceleration are as follows.

【0096】[0096]

【数19】 [Equation 19]

【0097】ここで注目するのは、変位の項に関数f
n(t) の2および3階微分が含まれるため、速度では3
および4階の、加速度では4および5階の関数fn(t) の
微分項が含まれる点である。
It should be noted that the displacement term is a function f
Since the second and third derivatives of n (t) are included, the velocity is 3
And the acceleration of the fourth order includes the differential terms of the functions f n (t) of the fourth and fifth orders.

【0098】移動・搬送装置の動作パターンは、主にA
点からB点への移動であるが、滑らかな起動・停止を行
うためには、駆動指令関数は、 開始時間(t=0) ; a(t) = 有限値 v(t) = 0 終了時間(t=Tend) ; a(t) = 有限値 v(t) = 0 の条件を満たす必要がある。
The operation pattern of the moving / transporting device is mainly A
Although the movement is from point to point B, in order to smoothly start and stop, the drive command function must have the start time (t = 0); a (t) = finite value v (t) = 0 end time (t = T end ); a (t) = finite value v (t) = 0 must be satisfied.

【0099】今、加速度の項に関数fn(t) の5階微分が
含まれるため、加速度a(t)が有限値を持つためには、関
数fn(t) は5階以上の微分が有限である必要があり、さ
らに速度v(t)が開始時間および終了時間でゼロとなるた
めに、関数fn(t) は4階以下の微分において定数項を持
ってはいけない必要がある。
[0099] Now, for inclusion in terms of acceleration 5 differential of the function f n (t), for the acceleration a (t) has a finite value, the function f n (t) is the fifth floor or differential Must be finite, and the function f n (t) must not have a constant term in the differentiation of the fourth order or less, because the velocity v (t) is zero at the start time and the end time .

【0100】関数fn(t) が高次の時間関数であるとする
と、上記条件を満たす一般式は下記の(63)式のようにな
る。
Assuming that the function f n (t) is a higher-order time function, a general expression satisfying the above condition is as shown in the following expression (63).

【0101】[0101]

【数20】 (Equation 20)

【0102】また、(55)および(56)式での付近において
N階までを有効と考えた場合、変位の項に関数fn(t) の
2,3・・・・N階微分が含まれるため、速度では3,4・・
・・N+1階の、加速度では4,5・・・・N+2階の関数fn
(t) の微分項が含まれる。つまり、加速度の項に関数fn
(t) のN+2階微分が含まれるため、加速度a(t)が有限
値を持つためには、関数fn(t) はN+2階以上の微分が
有限である必要があり、さらに速度v(t)が開始時間およ
び終了時間でゼロとなるために、関数fn(t) はN+1階
以下の微分において定数項を持ってはいけない必要があ
る。
If it is considered that the Nth order is effective in the vicinity of the equations (55) and (56), the displacement term includes the 2, 3,..., Nth derivative of the function f n (t). So the speed is 3, 4 ...
..N + 1th floor acceleration 4,5 ... N + 2nd floor function f n
The derivative term of (t) is included. In other words, the function f n
Since the N + 2nd derivative of (t) is included, in order for the acceleration a (t) to have a finite value, the function f n (t) needs to have a finite derivative of the N + 2 or higher order, and the velocity v ( In order for t) to be zero at the start time and end time, the function f n (t) must not have a constant term in the derivative of the N + 1 order or less.

【0103】関数fn(t) が高次の時間関数であったとす
ると上記条件を満たす一般式は下記の(64)式のようにな
る。
Assuming that the function f n (t) is a higher-order time function, a general expression satisfying the above condition is as shown in the following expression (64).

【0104】[0104]

【数21】 (Equation 21)

【0105】次に、A点からB点までの移動時の駆動指
令関数を具体的に求めてみる。例えば、N次の高次微分
補償制御を行う場合、駆動指令関数をつくる関数fn(t)
は、N+2階以上の微分が有限である必要があり、N+
1階以下の微分において定数項を持ってはいけないこと
は、上述した通りである。
Next, the drive command function at the time of movement from point A to point B will be specifically obtained. For example, when performing an N-th order higher-order differential compensation control, a function f n (t) for creating a drive command function
Requires that the derivatives of order N + 2 or higher be finite, and N +
As described above, a constant term must not be included in the differentiation of the first order or lower.

【0106】関数fn(t) が高次の時間関数であり、A点
からB点までの移動(距離L 、移動時間Tend)であると
すれば、上記条件を満たす一般式は、以下の(65)および
(66)式にて表される。
If the function f n (t) is a higher-order time function and is a movement from point A to point B (distance L, movement time T end ), the general expression satisfying the above condition is as follows: (65) and
It is expressed by equation (66).

【0107】[0107]

【数22】 (Equation 22)

【0108】t=0 で(65)の各式がゼロになるのは明白で
あり、すべてのAnについて成立するので関数を決定する
条件からは除外できる。N+2階微分の値はt=0、t=Tend
において、任意の値であるからこれも除外することがで
きる。
[0108] The at t = 0 is the equation of (65) becomes zero is clear, it can be excluded from the conditions that determine the function so satisfied for all A n. The value of the N + 2nd derivative is t = 0, t = T end
In the above, since the value is an arbitrary value, this can also be excluded.

【0109】つまり、t=Tend時におけるN+1階微分ま
での4個の式の条件を満たせばよいことから、An(n=N+1
+(1〜N+2))=AN+2、・・・、A2N+3であれば解を求めることが
できるので、fn(t) は2N+3次あるいはそれ以上の高
次関数であればよいことがわかる。ここでは、3階まで
の微分が有効とする近似を行ったとして、9次関数の場
合について解くことにする。
That is, since the conditions of the four equations up to the (N + 1) -th derivative at t = T end need only be satisfied, A n (n = N + 1
+ (1 to N + 2)) = A N + 2 ,..., A 2N + 3 , the solution can be obtained, so f n (t) is a higher order function of 2N + 3 or higher. I know that it would be good. Here, it is assumed that the approximation that the differentiation up to the third order is valid is performed, and the case of a ninth-order function is solved.

【0110】[0110]

【数23】 (Equation 23)

【0111】上記の各式を解くと、By solving the above equations,

【0112】[0112]

【数24】 (Equation 24)

【0113】これら各値を上記の(65)式に代入すると、
fn(t) は下記の(68)式にて表される。
By substituting these values into the above equation (65),
f n (t) is represented by the following equation (68).

【0114】[0114]

【数25】 (Equation 25)

【0115】また、A点から一定速度までの駆動指令関
数を求めてみる。A点からB点までの移動のほかに、ク
レーンやその他の搬送装置ではよく、Aからある加速時
間で一定速度まで加速し、しばらく一定速度で移動した
後、ある減速時間で減速しB点に停止するという駆動方
法が用いられる。
Next, a drive command function from the point A to a constant speed will be obtained. In addition to the movement from point A to point B, a crane or other transfer device may be used. Accelerate from A to a certain speed in a certain acceleration time, move at a certain speed for a while, then decelerate in a certain deceleration time to point B. A driving method of stopping is used.

【0116】ここでは、A点から時間Tup 、距離L で、
速度Voまで滑らかに加速し一定速度になる駆動曲線を考
える。条件式は式(67)を変形して、
Here, the time T up from the point A, the distance L,
Given the drive curve to become a constant speed smoothly accelerated to speed V o. The conditional expression transforms equation (67),

【0117】[0117]

【数26】 (Equation 26)

【0118】上記の(69)式を解くと、By solving the above equation (69),

【0119】[0119]

【数27】 [Equation 27]

【0120】これら各値を、上記のfn(t) に代入する
と、下記の(70)式のようになる。
When these values are substituted into the above f n (t), the following equation (70) is obtained.

【0121】[0121]

【数28】 [Equation 28]

【0122】[0122]

【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、物
体を移動させる際に、その移動軌道を、7次関数の曲線
で表すとともにその昇降軌道を5次関数の曲線で表し、
この移動曲線に、上記昇降曲線に基づく物体の固有振動
数および/またはを粘性抵抗係数さらに減衰係数を考慮
した値並びに移動曲線の微分値を加算して最適な移動軌
道を生成させ、この最適軌道に基づき移動装置および保
持装置を制御するようにしたので、例えばフィードバッ
ク制御のように制御に時間がかかるということがなく、
また機械式のように付加装置も必要とせず、また学習動
作を必要としなく、したがって簡単な構成でかつ物体の
振れを迅速に抑制することができる。
As described above, according to the configuration of the present invention, when an object is moved, its moving trajectory is represented by a curve of a 7th order function, and its elevating trajectory is represented by a curve of a quintic function.
An optimum moving trajectory is generated by adding the natural frequency and / or the value of the object based on the elevation curve to the value obtained by considering the viscous drag coefficient and the damping coefficient and the differential value of the moving curve to the moving curve. Because the moving device and the holding device are controlled based on, for example, it does not take a long time to control such as feedback control,
Further, unlike a mechanical type, an additional device is not required, and a learning operation is not required. Therefore, it is possible to quickly suppress the vibration of an object with a simple configuration.

【0123】また、本発明の構成においては、物体また
は保持装置の振れ周期(固有振動数)に対し、簡単にか
つ柔軟に、その補償を行うため、移動の際に装置の姿勢
や物体などの質量が変化して周期が変化した場合にも、
十分に対応することができる。
Further, in the configuration of the present invention, in order to easily and flexibly compensate for the shake period (natural frequency) of the object or the holding device, the movement of the device or the object at the time of movement is performed. Even if the mass changes and the period changes,
We can respond enough.

【0124】さらに、最適軌道については、高次関数の
組み合わせで生成しているため、従来のようパターン制
御のように、必要な動作に応じたパターンを予め用意す
る必要がない。
Further, since the optimum trajectory is generated by a combination of higher-order functions, it is not necessary to prepare a pattern corresponding to a required operation in advance unlike the conventional pattern control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態における振止め制御
装置の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an anti-shake control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同第1の実施の形態における振止め制御装置の
制御ブロック図である。
FIG. 2 is a control block diagram of the anti-shake control device according to the first embodiment.

【図3】振止め制御装置を使用しない場合の各部の走行
方向変移、巻上方向変移、振れ角を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a change in a running direction, a change in a hoisting direction, and a deflection angle of each part when the anti-sway controller is not used.

【図4】振止め制御装置を使用した場合の各部の走行方
向変移、巻上方向変移、振れ角を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a change in running direction, a change in hoisting direction, and a deflection angle of each part when the anti-shake control device is used.

【図5】本発明の第2の実施の形態における振止め制御
装置の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an anti-vibration control device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】同第2の実施の形態における振止め制御装置の
制御ブロック図である。
FIG. 6 is a control block diagram of the anti-shake control device according to the second embodiment.

【図7】本発明の制御原理を説明するモデル図である。FIG. 7 is a model diagram illustrating the control principle of the present invention.

【図8】本発明の制御原理を説明するモデル図である。FIG. 8 is a model diagram illustrating the control principle of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 荷物 2 走行台車 3 巻上装置 4 索体 5 吊り具 6 走行用モータ 7 巻上用モータ 8 巻取ドラム 11 制御装置 12 走行指令入力部 13 巻上指令入力部 14 移動曲線生成部 15 昇降曲線生成部 16 巻上用モータ制御部 17 巻上用モータドライブ 21 固有振動数演算部 22 減衰係数演算部 23 最適軌道生成部 24 走行用モータ制御部 25 走行用モータドライブ 31 ハンドリング装置 32 走行レール 33 走行台車 34 走行用モータ 35 案内体 36 移動体 37 移動用モータ 38 昇降装置 39 昇降用モータ 40 昇降軸体 41 把持具 42 制御装置 51 X方向移動指令入力部 52 Y方向移動指令入力部 53 Z方向移動指令入力部 54 質量入力部 55 X方向移動曲線生成部 56 Y方向移動曲線生成部 57 Z方向移動曲線生成部 58 昇降用モータ制御部 59 昇降用モータドライブ 60 固有振動数演算部 61 粘性抵抗係数演算部 62 減衰係数演算部 63 X方向最適軌道生成部 64 移動用モータ制御部 65 移動用モータドライブ 66 Y方向最適軌道生成部 67 走行用モータ制御部 68 走行用モータドライブ Reference Signs List A baggage 2 traveling cart 3 hoisting device 4 rope body 5 hanging tool 6 traveling motor 7 hoisting motor 8 winding drum 11 controller 12 traveling command input unit 13 hoisting command input unit 14 movement curve generation unit 15 elevating curve Generating unit 16 Hoisting motor control unit 17 Hoisting motor drive 21 Natural frequency calculating unit 22 Damping coefficient calculating unit 23 Optimal trajectory generating unit 24 Running motor control unit 25 Running motor drive 31 Handling device 32 Running rail 33 Running Cart 34 Traveling motor 35 Guide 36 Moving body 37 Moving motor 38 Elevating device 39 Elevating motor 40 Elevating shaft 41 Gripping tool 42 Controller 51 X-direction movement command input unit 52 Y-direction movement command input unit 53 Z-direction movement Command input unit 54 Mass input unit 55 X direction movement curve generation unit 56 Y direction movement curve generation unit 57 Z direction Moving curve generator 58 Lifting motor controller 59 Lifting motor drive 60 Natural frequency calculating unit 61 Viscous resistance coefficient calculating unit 62 Damping coefficient calculating unit 63 X-direction optimal trajectory generating unit 64 Moving motor control unit 65 Moving motor drive 66 Y-direction optimal trajectory generation section 67 Traveling motor control section 68 Traveling motor drive

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一色 浩 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−80680(JP,A) 特開 昭60−106795(JP,A) 特開 平5−319781(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B66C 13/00 - 13/56 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Isshiki 5-3-28 Nishikujo, Konohana-ku, Osaka-shi, Hitachi Zosen Corporation (56) References JP-A-55-80680 (JP, A) JP-A-60-106795 (JP, A) JP-A-5-319781 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B66C 13/00-13/56

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】物体を保持装置により保持するとともにこ
の保持装置を所定距離移動させる移動装置を制御するこ
とにより、物体の振れ止めを行う振止め制御装置であっ
て、物体の移動距離、移動時間などの移動指令を入力す
る移動指令入力部と、物体の昇降距離、昇降時間などの
昇降指令を入力する昇降指令入力部と、上記移動指令入
力部からの移動指令を入力して移動曲線を生成する移動
曲線生成部と、上記昇降指令入力部からの昇降指令を入
力して昇降曲線を生成する昇降曲線生成部と、この昇降
曲線生成部で求められた昇降曲線に基づき、物体と移動
装置との間または物体自身の固有振動数を求める固有振
動数演算部と、上記移動曲線生成部で求められた移動曲
線および上記固有振動数演算部で求められた固有振動数
を入力して、移動曲線の2階微分値を求めるとともにこ
の2階微分値を固有振動数の2剰で割った値を、上記移
動曲線に加算して移動装置の加速度を補償した最適軌道
を生成する最適軌道生成部とから構成したことを特徴と
する物体の振止め制御装置。
An anti-shake control device that holds an object by a holding device and controls a moving device that moves the holding device by a predetermined distance to thereby stabilize the object, the moving distance and the moving time of the object. A movement command input unit for inputting a movement command such as a moving command, an elevating command input unit for inputting an elevating command such as an elevating distance and an elevating time of an object, and a moving curve generated by inputting a moving command from the above-mentioned moving command input unit A moving curve generating unit, an elevating curve generating unit that generates an elevating curve by inputting an elevating command from the elevating command input unit, and an object and a moving device based on the elevating curve obtained by the elevating curve generating unit. Between the natural frequency calculating section for calculating the natural frequency of the object or the object itself, and the moving curve obtained by the moving curve generating section and the natural frequency obtained by the natural frequency calculating section are input and moved. An optimal trajectory generating unit for obtaining a second differential value of the line and adding a value obtained by dividing the second differential value by a modulo 2 of the natural frequency to the moving curve to generate an optimal trajectory in which the acceleration of the mobile device is compensated; An anti-vibration control device for an object, comprising:
【請求項2】物体を保持装置により保持するとともにこ
の保持装置を所定距離移動させる移動装置を制御するこ
とにより、物体の振れ止めを行う振止め制御装置であっ
て、物体の移動距離、移動時間などの移動指令を入力す
る移動指令入力部と、物体の昇降距離、昇降時間などの
昇降指令を入力する昇降指令入力部と、上記移動指令入
力部からの移動指令を入力して移動曲線を生成する移動
曲線生成部と、上記昇降指令入力部からの昇降指令を入
力して昇降曲線を生成する昇降曲線生成部と、この昇降
曲線生成部で求められた昇降曲線に基づき、物体の固有
振動数を求める固有振動数演算部と、上記昇降曲線生成
部で求められた昇降曲線に基づき、物体および保持装置
に作用する粘性抵抗係数を求める粘性抵抗係数演算部
と、上記移動曲線生成部で求められた移動曲線および上
記固有振動数演算部並びに上記粘性抵抗係数演算部で求
められた固有振動数および粘性抵抗係数を入力して、移
動曲線の1階微分値および2階微分値を求めるととも
に、この2階微分値を上記固有振動数の2剰で割った値
および1階微分値に下記に示す式を掛けた値を、上記
移動曲線に加算して移動装置の加速度および速度を補償
した最適軌道を生成する最適軌道生成部とから構成した
ことを特徴とする物体の振止め制御装置。 ch /(m・ω2 )・・・ 但し、式中、 ch :粘性抵抗係数 ω :固有振動数 m :物体と保持装置の合計質量 を表す。
2. An anti-shake control device for holding an object by a holding device and controlling a moving device for moving the holding device by a predetermined distance to thereby stabilize the object. A movement command input unit for inputting a movement command such as a moving command, an elevating command input unit for inputting an elevating command such as an elevating distance and an elevating time of an object, and a moving curve generated by inputting a moving command from the above-mentioned moving command input unit A moving curve generator, an elevating curve generator for inputting an elevating command from the elevating command input unit to generate an elevating curve, and a natural frequency of the object based on the elevating curve obtained by the elevating curve generator. A viscous drag coefficient calculating unit for calculating a viscous drag coefficient acting on the object and the holding device based on the elevating curve obtained by the elevating curve generating unit; The movement curve obtained by the section, the natural frequency calculation section and the natural frequency and the viscous resistance coefficient obtained by the viscous resistance coefficient calculation section are input, and the first and second derivatives of the movement curve are obtained. A value obtained by dividing the second-order differential value by the second modulo of the natural frequency and a value obtained by multiplying the first-order differential value by the following equation are added to the moving curve to obtain the acceleration and speed of the moving device. An anti-vibration control device for an object, comprising: an optimum trajectory generation unit that generates a compensated optimum trajectory. c h / (m · ω 2 ) ··· In the formula, c h: viscosity resistance coefficient omega: represents the total mass of the object and the holding device: natural frequency m.
【請求項3】物体を保持装置により保持するとともにこ
の保持装置を所定距離移動させる移動装置を制御するこ
とにより、物体の振れ止めを行う振止め制御装置であっ
て、物体の移動距離、移動時間などの移動指令を入力す
る移動指令入力部と、物体の昇降距離、昇降時間などの
昇降指令を入力する昇降指令入力部と、上記移動指令入
力部からの移動指令を入力して移動曲線を生成する移動
曲線生成部と、上記昇降指令入力部からの昇降指令を入
力して昇降曲線を生成する昇降曲線生成部と、この昇降
曲線生成部で求められた昇降曲線に基づき、物体の固有
振動数を求める固有振動数演算部と、上記昇降曲線生成
部で求められた昇降曲線に基づき、物体および保持装置
に作用する粘性抵抗係数を求める粘性抵抗係数演算部
と、上記昇降曲線生成部で求められた昇降曲線に基づ
き、物体および保持装置と移動装置間の減衰係数を求め
る減衰係数演算部と、上記移動曲線生成部で求められた
移動曲線および上記固有振動数演算部で求められた固有
振動数並びに上記粘性抵抗係数演算部で求められた粘性
抵抗係数を入力して、移動曲線の1階微分値および2階
微分値並びにn階微分値を求めるとともに、この2階微
分値を上記固有振動数の2剰で割った値および1階微分
値に下記に示す式を掛けた値並びにn階微分値に下記
に示す式を掛けた値を、上記移動曲線に加算して移動
装置の加速度および速度並びに加速度以上の高次微分値
を補償した最適軌道を生成する最適軌道生成部とから構
成したことを特徴とする物体の振止め制御装置。 ch /(m・ω2 )・・・ (−1)n ・{(m/c)・ω }2・{(c/m)/ω2n・・・ (n≧3) 上記および式において、 ch :粘性抵抗係数 c :減衰係数 ω :固有振動数 m :物体と保持装置の合計質量 を表す。
3. An anti-shake control device that holds an object by a holding device and controls a moving device that moves the holding device by a predetermined distance, thereby preventing the object from shaking. A movement command input unit for inputting a movement command such as a moving command, an elevating command input unit for inputting an elevating command such as an elevating distance and an elevating time of an object, and a moving curve generated by inputting a moving command from the above-mentioned moving command input unit A moving curve generator, an elevating curve generator for inputting an elevating command from the elevating command input unit to generate an elevating curve, and a natural frequency of the object based on the elevating curve obtained by the elevating curve generator. A viscous drag coefficient calculating unit for calculating a viscous drag coefficient acting on the object and the holding device based on the elevating curve obtained by the elevating curve generating unit; A damping coefficient calculating unit for calculating a damping coefficient between the object and the holding device and the moving device based on the elevation curve obtained by the moving unit, a moving curve obtained by the moving curve generating unit, and a natural frequency calculating unit obtained by the natural frequency calculating unit. The natural frequency and the viscous drag coefficient obtained by the viscous drag coefficient calculation unit are input to obtain the first derivative, the second derivative, and the nth derivative of the movement curve, and the second derivative is obtained. A value obtained by multiplying the value obtained by dividing the natural frequency by the second modulo and the first order differential value by the following expression and the value obtained by multiplying the nth order differential value by the following expression to the moving curve are added to the moving device. And an optimal trajectory generation unit for generating an optimal trajectory that compensates for the acceleration and velocity of the object and a higher-order differential value equal to or higher than the acceleration. c h / (m · ω 2 ) (-1) n · {(m / c) · ω} 2 ·} (c / m) / ω 2n (n ≧ 3) in the formula, c h: viscosity resistance coefficient c: damping coefficient omega: it represents the total mass of the object and the holding device: natural frequency m.
【請求項4】物体または保持装置の質量または位置の変
化により、固有振動数が変化する場合、固有振動数演算
部でその変化量を考慮した固有振動数を求め、この固有
振動数を最適軌道生成部に入力するように構成したこと
を特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の物体
の振止め制御装置。
4. When a natural frequency changes due to a change in mass or position of an object or a holding device, a natural frequency calculating section calculates a natural frequency in consideration of the change amount, and calculates the natural frequency in an optimal trajectory. The apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the apparatus is configured to input the information to a generation unit.
【請求項5】物体または保持装置の質量または位置の変
化を検出する検出器を具備し、この検出器で検出された
変化量を固有振動数演算部に入力させるとともに、この
変化量を考慮した固有振動数を求め、この固有振動数を
最適軌道生成部に入力するように構成したことを特徴と
する請求項1ないし3のいずれかに記載の物体の振止め
制御装置。
5. A device for detecting a change in mass or position of an object or a holding device, wherein a change detected by the detector is input to a natural frequency calculating unit, and the change is considered. 4. The anti-vibration control device for an object according to claim 1, wherein a natural frequency is obtained, and the natural frequency is input to an optimum trajectory generating unit.
【請求項6】物体または保持装置の質量または位置の変
化により、粘性抵抗係数が変化する場合、粘性抵抗係数
演算部でその変化量を考慮した粘性抵抗係数を求め、こ
の粘性抵抗係数を最適軌道生成部に入力するように構成
したことを特徴とする請求項2または3記載の物体の振
止め制御装置。
6. When the viscous drag coefficient changes due to a change in the mass or position of the object or the holding device, a viscous drag coefficient calculating section calculates a viscous drag coefficient in consideration of the change amount, and calculates the viscous drag coefficient into an optimal trajectory. 4. The apparatus according to claim 2, wherein the apparatus is configured to input the information to the generation unit.
【請求項7】物体または保持装置の質量または位置の変
化を検出する検出器を具備し、この検出器で検出された
変化量を粘性抵抗係数演算部に入力させるとともに、こ
の変化量を考慮した粘性抵抗係数を求め、この粘性抵抗
係数を最適軌道生成部に入力するように構成したことを
特徴とする請求項2または3記載の物体の振止め制御装
置。
7. A detector for detecting a change in the mass or position of the object or the holding device is provided, and the amount of change detected by the detector is input to a viscous drag coefficient calculator, and the amount of change is considered. 4. The apparatus according to claim 2, wherein a viscous drag coefficient is obtained, and the viscous drag coefficient is input to an optimum trajectory generating unit.
【請求項8】物体または保持装置の質量または位置の変
化により、減衰係数が変化する場合、減衰係数演算部で
その変化量を考慮した減衰係数を求め、この減衰係数を
最適軌道生成部に入力するように構成したことを特徴と
する請求項3記載の物体の振止め制御装置。
8. When an attenuation coefficient changes due to a change in mass or position of an object or a holding device, an attenuation coefficient calculating section calculates an attenuation coefficient in consideration of the change amount, and inputs the attenuation coefficient to an optimum trajectory generation section. 4. The apparatus according to claim 3, wherein the control unit is configured to perform the control.
【請求項9】物体または保持装置の質量または位置の変
化を検出する検出器を具備し、この検出器で検出された
変化量を減衰係数演算部に入力させるとともに、その変
化量を考慮した減衰係数を求め、この減衰係数を最適軌
道生成部に入力するように構成したことを特徴とする請
求項3記載の物体の振止め制御装置。
9. A detector for detecting a change in the mass or position of an object or a holding device, wherein the amount of change detected by the detector is input to an attenuation coefficient calculation unit, and attenuation in consideration of the amount of change is provided. 4. The anti-vibration control device for an object according to claim 3, wherein a coefficient is obtained, and the damping coefficient is input to the optimum trajectory generating unit.
【請求項10】移動曲線生成部または昇降曲線生成部で
生成された曲線に、その曲線の始点と終点とで、n(自
然数)階微分値がゼロとなり、(n+1)階微分値が有
限である(2n+1)次曲線を使用したことを特徴とす
る請求項1ないし3のいずれかに記載の物体の振止め制
御装置。
10. A curve generated by a moving curve generator or an ascending and descending curve generator, wherein the n (natural number) derivative at the start point and the end point of the curve becomes zero, and the (n + 1) th derivative is finite. 4. The apparatus according to claim 1, wherein a (2n + 1) -order curve is used.
【請求項11】移動曲線生成部または昇降曲線生成部で
生成された曲線として、その曲線の始点と終点とで、n
(自然数)階微分値がゼロとなり、(n+1)階微分値
が有限でかつ任意時間後において1階微分値が任意の値
を持ち、2,3,・・・,n階微分値が有限である(2
n+1)次曲線を使用するとともに、これを組み合わせ
ることによりその曲線に一定速度区間を有せしめたこと
を特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の物体
の振止め制御装置。
11. A curve generated by a moving curve generator or a rising and lowering curve generator, wherein n is a starting point and an ending point of the curve.
The (natural number) derivative becomes zero, the (n + 1) th derivative is finite, the first derivative has an arbitrary value after an arbitrary time, and the 2, 3,..., Nth derivative is finite. There is (2
4. An anti-vibration control device for an object according to claim 1, wherein a (n + 1) -order curve is used, and the curve is provided with a constant velocity section by combining the curves.
【請求項12】nが2,3および4のいずれかであるこ
とを特徴とする請求項10記載の物体の振止め制御装
置。
12. An apparatus according to claim 10, wherein n is one of 2, 3, and 4.
【請求項13】nが2,3および4のいずれかであるこ
とを特徴とする請求項11記載の物体の振止め制御装
置。
13. An apparatus according to claim 11, wherein n is any one of 2, 3, and 4.
【請求項14】移動装置の位置または速度を検出すると
ともに、この検出された位置または速度を移動装置の駆
動用モータの制御部にフィードバックさせるように構成
したことを特徴とする請求項1ないし13のいずれかに
記載の物体の振止め制御装置。
14. The apparatus according to claim 1, wherein a position or a speed of the moving device is detected, and the detected position or speed is fed back to a control unit of a driving motor of the moving device. An object vibration control device according to any one of the above.
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