安全性と作業効率の向上を考慮した船舶搭載型施回クレーン搬送制御システムの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750235
• Research Institution: Tokuyama College of Technology
• Principal Investigator: 兼重 明宏 徳山工業高等専門学校, 機械電気工学科, 助教授 (70224615)
• Keywords: 旋回クレーン / 船体動揺 / 振れ止め制御 / 作業効率 / 安全性 / 搬送制御 / 荷振れ / 直線搬送

Research Abstract

本研究では、船舶搭載型の旋回クレーンを対象とし、安全性と効率性の観点から、人間の優れた判断能力と機械の優れた経済性、信頼性の利点を生かし、(a)監視と操作はオペレータ(人間)に依存させる。(b)目標軌道の導出や荷振れを抑制するための制御入力は機械的(自動的)に与える。(a)を(b)を融合させたマン-マシン共存型の船舶搭載型旋回クレーン搬送制御システムの構築を行う。これにより、非定常型の作業に対して融通が利き、しかも安全性、効率性の高いシステムの実現を図ることができると考える。昨年度から、実験検証を行うための装置を設計・製作し、船上に搭載している旋回クレーンモデルを導出している。このとき、船舶の揺れとクレーン荷振れは単独且つ相互に影響をもっており、それを表現できるモデルは複雑となる。実時間で制御を行うためには、計算時間の点から制御モデルは簡単な方がよい。そこで、船舶の動揺は、係留されていることから、ローリングのみとし、荷の座標に着目し、荷揺れによる荷の位置を目標軌道に一致させることを試みた。今年度は、実験検証を行うための目標軌道(与える入力)を、通常熟練オペレータの手動操作による旋回クレーン搬送の場合と同様に、旋回、ブームの起伏、荷の巻上下げのそれぞれの動作を同時に操作することとし、可能な限り最短距離を通る直線搬送軌道上を,荷振れを生じさせないような操作入力として与え、実験検証を行った。直線搬送により旋回による荷振れが少なくなり、与える目標軌道としては有効な方法と言える。今後は、従来行った荷位置の軌道に着目した手法を適用し、制御系荷振れの抑制を考慮した搬送制御システムの構築を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 兼重 明宏: "Control Engineering Education using an Advanced Control Training System"Proc. of IASTED, Control, and Automation, Technology, IASTED Novosibirsk, Russia. 98-101 (2002)
• [Publications] 兼重 明宏: "The Control Engineering Education using an Advanced Control Training System by means of integrating MATLAB software and Experimental Systems"Proc. of the 4th Asian Control Conference, Singapore. (CD-ROM). 1406-1411 (2002)
• [Publications] 兼重 明宏: "制御教育トレーニングシステムを用いた制御工学教育の実践"論文集高専教育. 26号(掲載決定). (2003)
• [Publications] 神崎 祥尚: "天井レーン搬送制御系のロバスト性の検証"日本機械学会中国支部第33回学生員卒業研究発表会. 149 (2002)