WEKO3
アイテム
有段変速クレーンの高速制振搬送に関する研究
https://doi.org/10.15118/00010874
https://doi.org/10.15118/000108747abb484c-d34b-4a7f-94db-af95ef30b0ab
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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A505 (6.9 MB)
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A505_summary (105.6 kB)
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| アイテムタイプ | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||||||||||
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| 公開日 | 2022-12-19 | |||||||||||||
| タイトル | ||||||||||||||
| タイトル | 有段変速クレーンの高速制振搬送に関する研究 | |||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 言語 | ||||||||||||||
| 言語 | jpn | |||||||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 | |||||||||||||
| 資源タイプ | doctoral thesis | |||||||||||||
| ID登録 | ||||||||||||||
| ID登録 | 10.15118/00010874 | |||||||||||||
| ID登録タイプ | JaLC | |||||||||||||
| アクセス権 | ||||||||||||||
| アクセス権 | open access | |||||||||||||
| アクセス権URI | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |||||||||||||
| 著者 |
松井, 功祐
× 松井, 功祐
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| 抄録 | ||||||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||||||
| 内容記述 | クレーンによる吊り荷の高速自動搬送には，高度な自動制御技術が求められる．ワイヤロープを用いて玉掛けした吊り荷を，クラブトロリの巻き上げ装置を用いて吊り上げたあと，駆動装置によって目的地に向けて搬送すると，クラブトロリの加減速によって吊り荷に振り子運動が生じる．このとき，制振制御を考慮せずに目的地の直上まで搬送した場合，目的地に到着したあとも吊り荷には振れが残留する．このため，すぐに吊り荷を地面に着地させることができず，クレーンの総運搬時間が長くなり，運搬効率の低下を招く．したがって，クレーンで吊り荷の高速自動搬送を行うとき，吊り荷の振り子運動を制御して，目的地で振れを収束させるための制振制御技術が必要である．これまで，制振制御に関するさまざまな方法が提案されているが，トロリの駆動システムに加速度一定の制約を持つクレーンに対する制振制御法は報告されていない．このようなシステムは旧式の有段変速クレーンに多く採用されており，リレー回路によるOn/Off指令でトロリが駆動される．そこで本論文では，トロリ駆動システムに加速度一定の制約をもつクレーンに適用可能な，新たなフィードフォワード(FF)制振制御法を提案する．本手法は，時間多項式によるFF制御法(FFT)に基づき，制約条件を考慮するためにFFT法により生成した制御入力をパルス幅変調法(PWM)により近似する．FFT法は線形近似モデルによりFF制御入力を生成するためモデル化誤差が生じる．また，生成した制御入力をPWM制御入力で近似するため量子化誤差が生じる．これらの誤差の影響に対してロバストな制御入力を生成するアルゴリズムとして更新型FFT法(UFFT)と総当たり更新型FFT法(NSFTC)を構築した．これらは，残留振れが小さくなるように制御入力を繰り返し計算するアルゴリズムであり，シミュレーションによる性能評価によって，FFT法より有効な制振制御法であることを確認した．さらに，FFT法に比べてUFFT法が有効な制御法であることを，実験評価用クレーンを利用して実証した．実験ではさらに，吊り荷の質量変化に対してロバストな制御入力も探索できることを確認した．以上，本論文では，クレーントロリの駆動システムに加速度一定の制約を持つ有段変速クレーンにおいて，高速制振搬送のためのFF制御入力を生成できる新たなアルゴリズムを提案し，その有効性をシミュレーションと実験で明らかにした． | |||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 抄録 | ||||||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||||||
| 内容記述 | Advanced automatic control technology is required for high-speed automatic transport of suspended loads by cranes. When a suspended load slung by a wire rope is lifted by a hoisting device of a crane's club trolley and transported to a destination by a driving device at high speed, a pendulum motion is caused by the acceleration and deceleration of the trolley. If the trolley is moved above the destination without considering sway control, the load continues to oscillate even after arrival. Therefore, the load cannot be immediately unloaded, and the crane transportation time increases, resulting in a deterioration in yard productivity. High-speed automatic transfer of suspended load by crane requires technology to sway control. A number of crane control methods have been proposed in the past. However, if the drive system of the crane has restrictions, the conventional anti-sway control method may not be directly applicable. This type of system is used for many older cranes which are driven of multistep speed by on/off relay circuits. In this study, we propose a feedforward (FF) control input generation method that can realize automatic anti-sway transport of a suspended load for a crane system with restrictions that the trolley can only accelerate or decelerate at a constant rate; the switching frequency of the acceleration input cannot be too high. The proposed method combines the FF control input generation using the time-polynomial (FFT) method and pulse width modulation (PWM) control. In the FFT method, the derived FF control input may be unable to suppress the swing of the suspended load because of the modeling error in deriving the FF control input and the quantization error in approximating the FF control input by the PWM control input. To solve these problems, we propose two algorisms. First algorism is the update type FF control input generation using the time-polynomial (UFFT) method, second algorism is the neo-style FF control input generation using the time-polynomial (NSFTC) method, both of which evaluates the residual sway at a constant time interval and updates the original FF control input derived by the FFT method. The effectiveness of these methods is confirmed through simulations. Moreover, the effectiveness of the UFFT method is experimentally confirmed, and it is also confirmed that a control input that is robust to the mass variation of the suspended load can be easily explored. In conclusion, we propose the new FF control input generation algorithms for high speed transfer in a multi-step speed operation crane. | |||||||||||||
| 言語 | en | |||||||||||||
| 学位授与機関 | ||||||||||||||
| 学位授与機関識別子Scheme | kakenhi | |||||||||||||
| 学位授与機関識別子 | 10103 | |||||||||||||
| 学位授与機関名 | 室蘭工業大学 | |||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 学位授与機関名 | Muroran Institute of Technology | |||||||||||||
| 言語 | en | |||||||||||||
| 学位名 | ||||||||||||||
| 学位名 | 博士（工学） | |||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 学位の種別 | ||||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 値 | 課程博士 | |||||||||||||
| 学位授与番号 | ||||||||||||||
| 学位授与番号 | 甲第505号 | |||||||||||||
| 報告番号 | ||||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 値 | 甲第505号 | |||||||||||||
| 学位記番号 | ||||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 値 | 博甲第505号 | |||||||||||||
| 研究科・専攻 | ||||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||||
| 値 | 工学専攻 | |||||||||||||
| 学位授与年月日 | ||||||||||||||
| 学位授与年月日 | 2022-09-26 | |||||||||||||
| 日本十進分類法 | ||||||||||||||
| 主題Scheme | NDC | |||||||||||||
| 主題 | 548 | |||||||||||||
| 著者版フラグ | ||||||||||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||||||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||||||||||
| フォーマット | ||||||||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||||||||
| 内容記述 | application/pdf | |||||||||||||
