吊裝載荷擺動防止裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種吊裝載荷擺動防止裝置，不需要用于去除摩擦阻力部分的復雜運算。具體為，在以速度指令為基礎輸出轉矩指令的速度控制裝置（１４）；轉矩指令濾波器（１６）；估計負載轉矩的負載轉矩觀測器（４）；對將負載轉矩估計信號加在轉矩指令濾波器（１６）的輸出上的值進行輸出的吊裝載荷擺動防止裝置中，具備：對從負載轉矩估計信號去除了摩擦阻力部分的信號Ｔ↓［ＲＦＬ］ＨＰＦ進行輸出的高通濾波器（３２）；及對在輸出信號Ｔ↓［ＲＦＬ］ＨＰＦ上乘以擺動角運算器系數后的擺動角估算值θｅ進行輸出的擺動角運算器（３３），將速度模式發生電路（１１）生成的速度指令減去在擺動角估算值θｅ上進行了阻尼補償的阻尼補償信號Ｎ↓［ＲＦＤＰ］所得的值作為速度控制裝置（１４）的輸入。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種吊裝載荷擺動防止裝置，在例如從停靠在碼頭裝載有鐵礦石或石炭等的船上搬運出原料的卸載機或橋式起重機等的橫移運轉中抑制載荷的擺動。
技術介紹
作為吊裝載荷現有的擺動防止控制技術，例如存在專利文獻1記載的“擺動角阻尼控制方式”。 圖8是專利文獻1記載的行走驅動控制裝置220的框圖。 將速度指令器221的速度指令信號輸入線性指令器222得到斜坡狀速度指令NRF0。而且，通過選擇轉換開關239來選擇由吊索的擺動角檢測器229檢測出的實際測量的擺動角θ和由吊索擺動角運算器238運算的擺動角Eθ的任意一個。這里，使用由吊索擺動角運算器238運算的擺動角Eθ時，阻尼補償信號NRFDP為， NRFDP＝擺動角運算值Eθ×2δg/(ωeVR) 這里，δ是阻尼系數，g是重力加速度(9.8m/s2) VR是相當于馬達額定速度的小車速度(m/s)， ωe是吊索的擺動頻率，ωe＝(g/Le)1/2(rad/s)， Le是測定的提升吊索長度(m)。 這里，前面的速度指令NRF0減去如上得到的阻尼補償信號NRFDP則得到速度指令信號NRF1。將這里得到的速度指令信號NRF1和由速度檢測器226檢測出的速度反饋信號NMFB的偏差輸入具有比例增益A及時間常數τ1s的積分器的速度控制器223并進行放大，輸出轉矩指令信號TRF。 另外，將速度指令信號TRF輸入以一階滯后時間常數τT控制電動機轉矩的電動機轉矩控制器224，控制行走用電動機的轉矩TM，控制行走用電動機的速度。 另外，速度反饋信號NMFB是將電動機的轉速NM通過一階滯后元件226而生成的。225是表示行走用電動機的機械時間常數τM的方框，NM是電動機的速度(p.u)。227是表示吊索擺動角的運動模型的方框，228是表示電動機的負載轉矩TL(p.u)的模型的方框。在吊索擺動角運算器238中輸入來自一階滯后元件226的速度反饋信號NMFB、轉矩指令信號TRF及提升重量測定值mLE，利用專利文獻1記載的公式運算擺動角Eθ。 如上所示，在集裝箱起重機等中，將經過線性指令器222后的速度指令NRF0減去在吊索擺動角檢測信號或通過吊索擺動角估算求得的信號上乘以2δg/(ωeVR)的值所得到的值作為新的速度指令NRF1來實施速度控制 。 但是，通常在卸載機或橋式起重機等中，在設備的結構上很難設置擺動角檢測器229。 而且，運算吊索擺動角時因為摩擦阻力去除運算需要小車或吊裝載荷的重量及摩擦系數，所以計算繁雜。 而且，為了求得角頻率ωe需要測定提升吊索長度Le，計算還是繁雜。 因此，對于運轉模式基本確定，幾乎沒有吊裝載荷重量變化的卸載機或一部分橋式起重機等，曾經期待著計測項目更少，簡單且容易調節的擺動防止控制。 專利文獻1美國專利第5495955號說明書專利文獻2日本國專利3173007號公報專利文獻3日本國特開2004-187380號公報
技術實現思路
本專利技術是為解決上述課題而進行的，目的是提供一種吊裝載荷擺動防止裝置，對于幾乎沒有吊裝載荷重量變化的卸載機或一部分橋式起重機等，不需要用于去除摩擦阻力部分的復雜運算，而且能夠實現與現在同等的控制，而且，不需估算擺動角θe，也不需運算擺動頻率ωe，從而也不需要測定提升吊索長度le，卻能夠得到與擺動角阻尼控制方式同等的控制效果，控制的調整變得極其容易。 為了解決上述課題，方案1所述的吊裝載荷擺動防止裝置的專利技術為，一種吊裝載荷擺動防止裝置，具備卷繞前端安裝有抓斗的吊索的提升用馬達及行走用馬達的小車用吊裝載荷擺動防止裝置，在生成速度指令的速度模式發生電路；以所述速度指令為基礎輸出轉矩指令的速度控制裝置；輸入所述轉矩指令以輸出基于一階滯后電路的轉矩指令的轉矩指令濾波器；輸入所述速度控制裝置的輸出即所述轉矩指令并估計所述小車承受的負載轉矩以進行輸出的負載轉矩觀測器；對將所述負載轉矩觀測器的輸出即負載轉矩估計信號加在所述轉矩指令濾波器的輸出上的值進行輸出的吊裝載荷擺動防止裝置中，其特征在于，具備對從所述負載轉矩估計信號去除了相當于摩擦阻力的固定或低頻成分的信號TRFLHPF進行輸出的高通濾波器；及對在來自所述高通濾波器的輸出信號TRFLHPF上乘以擺動角運算器系數后的擺動角估算值θe進行輸出的擺動角運算器，將所述速度模式發生電路生成的速度指令減去在所述擺動角估算值θe上進行了阻尼補償的阻尼補償信號NRFDP所得的值作為所述速度控制裝置的輸入。 方案2所述的專利技術為，在方案1所述的吊裝載荷擺動防止裝置中，其特征在于，所述擺動角運算器的擺動角運算器系數為FR/(MBg)。 方案3所述的專利技術為，在方案1所述的吊裝載荷擺動防止裝置中，其特征在于，所述阻尼補償信號NRFDP為，NRFDP＝擺動角估算值θe×2δg/(ωeVR)。 方案4所述的吊裝載荷擺動防止裝置的專利技術為，一種吊裝載荷擺動防止裝置，具備卷繞前端安裝有抓斗的吊索的提升用馬達及行走用馬達的小車用吊裝載荷擺動防止裝置，在生成速度指令的速度模式發生電路；以所述速度指令為基礎輸出轉矩指令的速度控制裝置；輸入所述轉矩指令以輸出基于一階滯后電路的轉矩指令的轉矩指令濾波器；輸入所述速度控制裝置(14)的輸出即所述轉矩指令并估計所述小車承受的負載轉矩以進行輸出的負載轉矩觀測器；對將所述負載轉矩觀測器的輸出即負載轉矩估計信號加在所述轉矩指令濾波器的輸出上的值進行輸出的吊裝載荷擺動防止裝置中，其特征在于，具備對從所述負載轉矩估計信號去除了相當于摩擦阻力的固定或低頻成分的信號TRFLHPF進行輸出的高通濾波器，將所述速度模式發生電路生成的速度指令NRF0減去在來自所述高通濾波器的輸出信號TRFLHPF上乘以由所述速度模式發生電路生成的速度指令的速度模式的各區域確定的阻尼補償增益GDP而生成的阻尼補償信號所得的值作為所述速度控制裝置的輸入。 如上所述，根據方案1～3所述的專利技術，作為基于專利文獻1所述的擺動角阻尼控制技術進行控制的新控制裝置，根據負載轉矩運算擺動角θe時，不需要用于去除摩擦阻力部分的復雜運算，可實現與現有技術同等的控制。 另外，根據方案4所述的專利技術，不需估算擺動角θe，也不需運算擺動頻率ωe＝(g/le)1/2，從而也不需要測定提升吊索長度le，通過按運轉模式確定阻尼補償增益GDP來進行擺動防止控制，能夠得到與擺動角阻尼控制方式同等的控制效果，控制的調整變得極其容易。 附圖說明 圖1是本專利技術作為對象的一個例子的卸載機的設備概略圖。 圖2是吊裝載荷擺動角的模型圖。 圖3是說明本專利技術的控制原理的圖。 圖4是未進行擺動防止控制的吊裝載荷位置模擬。 圖5是未進行擺動防止控制的擺動角模擬。 圖6是進行擺動防止控制的吊裝載荷位置模擬。 圖7是進行擺動防止控制的擺動角模擬。 圖8是說明專利文獻1所述的控制原理的圖。 符號說明 1-擺動防止控制的控制器；2-吊裝載荷的運動模型；3-小車負載轉矩模型；4-負載轉矩觀測器；11-速度模式發生電路；12-速度模式發生電路生成的速度指令NRF0(p.u)；13-考慮了擺動防止阻尼補償信號的速度指令NRF1(p.u)；14-基于IP或PI控制的速度控制電路；15-通過速度控制電路生成的轉矩指令TRF0(p.u)；16-基于一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種吊裝載荷擺動防止裝置，具備卷繞前端安裝有抓斗的吊索的提升用馬達及行走用馬達的小車用吊裝載荷擺動防止裝置，在生成速度指令的速度模式發生電路（１１）；以所述速度指令為基礎輸出轉矩指令的速度控制裝置（１４）；輸入所述轉矩指令以輸出基于一階滯后電路的轉矩指令的轉矩指令濾波器（１６）；輸入所述速度控制裝置（１４）的輸出即所述轉矩指令并估計所述小車承受的負載轉矩以進行輸出的負載轉矩觀測器（４）；對將所述負載轉矩觀測器（４）的輸出即負載轉矩估計信號加在所述轉矩指令濾波器（１６）的輸出上的值進行輸出的吊裝載荷擺動防止裝置中，其特征在于，　具備：對從所述負載轉矩估計信號去除了相當于摩擦阻力的固定或低頻成分的信號Ｔ↓［ＲＦＬ］ＨＰＦ進行輸出的高通濾波器（３２）；及對在來自所述高通濾波器（３２）的輸出信號Ｔ↓［ＲＦＬ］ＨＰＦ上乘以擺動角運算器系數后的擺動角估算值θｅ進行輸出的擺動角運算器（３３），將所述速度模式發生電路（１１）生成的速度指令減去在所述擺動角估算值θｅ上進行了阻尼補償的阻尼補償信號Ｎ↓［ＲＦＤＰ］所得的值作為所述速度控制裝置（１４）的輸入。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：池口將男，柴田尚武，長谷川肇，
申請(專利權)人：株式會社安川電機，
類型：發明
國別省市：JP[日本]