H2制御系の低次元化設計
-クレーンの振れ止め制御への適用-

概要

自動車や電車、エレベーター等の動作開始時、停止時には振動が必ず起きます。走行クレーンでも、この現象は必ず起きますので、操縦は熟練の技術者の勘と経験を必要としています。そこで私たちは、これらを改善するためにクレーンに制御を適用し改善していく研究を行っています。

本研究では、クレーン位置決め及び吊り荷の振れ止めに関して独自に開発したH2制御理論を用いて制御を行っています。クレーンの位置 x 及び、吊り荷の振れ角 q を最小次元オブザーバに入力して低次元化を図ることにより、位置決め及び振れ止め特性で良い応答結果を得ることができました。

クレーン外観

実験モデル図

制御システム

実験結果

目標位置である0.5mまで、約16秒で偏差なく追従できました。また、移動開始直後に発生する荷振れも、速やかに収束していることがわかります。

28秒後に外乱を入れましたが、これに対しても目標位置まで偏差なく戻り、荷振れも速やかに収束できていることがわかります。