旋回および起伏同時操作を行うトラッククレーンの振動制御に関する研究

• 研究課題/領域番号: 08750278
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 日野 順市 徳島大学, 工学部, 助教授 (10173189)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1996年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 振動制御 / トラッククレーン / ファジィ推論 / 荷振れおよび位置制御 / 旋回・起伏同時操作

研究概要

トラッククレーンの操作の効率化、容易化および安全性の向上を目的として、旋回・起伏操作を複合的に扱った。トラッククレーンのブームを剛体として解析を行ったが、旋回操作ではつり荷は旋回方向の慣性力と半径方向の遠心力により3次元的な挙動を示し、操作後はつり荷に残留振動が残る。すなわち、つり荷の振れを制御するために、旋回および起伏の複合的な操作が必要であった。ここでは、トラッククレーンの動特性解析を行い、ファジィ制御を適用して複合操作時の振れ止めを行った。研究の概要は以下の通りである。(1)マルチボディダイナミクスを考慮したトラッククレーンのコンピュータプログラム開発。ここでは、ブームの旋回および起伏運動と構造振動を組み合わせた動特性の解析と、旋回および起伏方向を同時に考慮したつり荷の振れを解析するコンピュータプログラムを開発した。(2)複合操作時のつり荷の振れ止め制御法の確立。起伏および旋回方向に振れるつり荷の制御を行うために、同時に2方向に対する複合的な振れ止めの手法をファジィ制御により開発した。(3)模型実験によるコンピュータプログラムの妥当性確認。1および2で作成したプログラムおよび制御手法の妥当性を検証するために、トラッククレーンのモデルを作成し実験により得られたデータと比較を行い、妥当な解が得られた。制御の結果、旋回および起伏同時操作時に生じる半径および旋回方向のつり荷の振れ止めに成功した。また、つり荷の位置決めについてもルールを設けて複合的に制御を組み合わせて、振れ止めと同時に所望の位置までの位置決めを正確に行うことができた。