This paper addresses design procedure and testing results of a closed-loop motion control of the cranes. When the object is stopped at the desired position, swinging occurs, and such swinging deteriorates the safety and efficiency of the operation of the crane. Therefore, in this paper, the cascade anti-swing and trolley position feedback controller are designed. Anti-swing controller rapidly eliminates swinging of object and position feedback controller reduces the trolley position error. The performance of this controller is investigated through the computer simulation and experiment. From the results of a series of computer simulations and experiments it can be concluded that proposed controller effectively reduces swinging of the object and trolley position error, which shows this controller can be used as an effective tool for the precise control of overhead cranes.
An anti-swing controller for an overhead crane in the stop position is designed. The developed anti-swing controller improves on the poor damping characteristics of overhead crane by feeding back the crane acceleration as a function of swing angular speed. The experimental results show that this crane using the proposed controller yields small stop position error and rapid damping response characteristics.
The roof crane system is used for transporting a variable load to a target position. At this time, the goal of crane system is transporting to a goal position as soon as possible with no rope oscillation. Generally crane is operated by expert's knowledge, but recently automatic control with high speed and rapid transportation is required. In this thesis we developed fuzzy controller of crane which has simplified expert's knowledge base for anti-swing and rapid tansportation to goal position.
Crane operation for transporting heavy loads inherently causes swinging motion at the loads due to crane's acceleration or deceleration. This motion not only lowers the handling safety but also slows down the handling process. To complement such a problem, Korea Atomic Energy Research Institute(KAERI) has designed several anti-swing controllers using open loop and closed loop approaches. They are namely a pre-programmed feedback controller and a fuzzy controller. These controllers are implemented on a 1-ton crane system at KAERI and their control performances are compared. Test operations show that the new controllers are superior to that of conventional cranes in terms of robustness to the disturbances and adaptation capability to the change of rope length.
The roof crane system is used for transporting a variable load to a target position. The goal of crane control system is transporting the load to a goal position as quick as possible without rope oscillation. The crane is generally operated by an expert operator, but recently an automatic control system with high speed and rapid tansportation is required. In this paper, we developed a simple fuzzy controller which has been introduced expert's knowledge base for anti-swing and rapid tranportation to goal position. In particular, we proposed the synthesis reasoning method which synthesizes on the basis of expert knowledge of the angle control input and position control input which are inferenced parallel and simultaneously. And we confirmed that the performance of the developed controller is effective as a result of applying it to crane simulator and also verified whether the proposed synthesis rules have been applied correctly using clustering algorithm from the measured data.
The velocity trajectory profile of trolley is designed to minimize both swinging while transportation of load and the stop position error at the final stop position. This profile is designed to be automatically programmed by the digital control algorithm when the length of chain and the desired travel distance are given as a priori. Also, to minimize both swinging and the stop position error the anti-swing controller which improves poor damping characteristics of the crane and the stop position controller are employed. The experimentalresults of sequential adaptation of the velocity trajectory profile and these two controllers show that this control scheme has excellent control performance as compared with that of the uncontrolled crane system.
천정크레인 설비의 자동화에 사용될 수 있는 반진동 제어알고리즘을 제안하였다. 제안하는 제어알고리즘은 1) 복잡한 비선형계통 제어에 유용한 것으로 알려진 보상 FLC를 갖는 FCL, 2) 화물의 진동을 적게 하도록 가속도, 속도, 위치 기준 궤적을 발생하는 기준패턴발생기, 3) 속도, 위치 오차를 궤환하는 가속도 궤환제어기로 구성된다. 특히, 제안한 알고리즘은 화물의 진동각 정보를 제어에 활용하지 않으므로 고가의 진동각 센서가 필요 없다는 특징을 갖는다. 시뮬레이션에 의한 연구와 모형 크레인에 대한 실험 연구에 의해 제안하는 알고리즘의 유용성을 보인다.
The purpose of this study is to design an anti-sway motion for industrial overhead cranes which transport objects on a horizontal plane by adjusting movements of a trolley motor and a girder motor. The movement of a hoist motor has not been considered at this time since its role was assumed to move objects only vertically, therefore, not to affect the swing motion of objects. The dynamic behavior of the swing motion shows nonlinear characteristics, which makes the design of anti-sway motion controller difficult. First of all, the nonlinear state equation for the motion of industrial overhead cranes has been derived. Then they have been linearized about normal operating states determined by the dynamic characteristics of motor motion-acceleration, constant speed, and deceleration, and deceleration, during transportation. The partial state feedback control algorithm based on this linearized state equation has been developed on order to suppress the swing motion. The simulation results have demonstrated satisfactory performance of the proposed controller.
During the operation of crane system in container yard, it is necessary to control the crane trolley position so that the swing of the hanging container is minimized. Recently an automatic control system with high speed and rapid transportation is required. Therefore, we designed a controller to control the crane system with disturbances. In this paper, Ive present the neural network two degree of freedom PID controller to control the swing motion and trolley position. Then we executed the computer simulation to verify the performance of the proposed controller and compared the performance of the neural network PID controller with our proposed controller in terms of the rope swing and the precision of position control . Computer simulation results show that the proposed controller has better performances than neural network PID with disturbances.
During the operation of crane system in the container yard, it is necessary to control the crane trolley position so that the swing of the hanging container is minimized. Recently an automatic control system with high speed and rapid transportation is required. Therefore, we designed a controller to control the crane system with disturbances and weight change. In this paper, we present the neural network two degree of freedom PID controller to control the swing motion and trolley position. Then we executed the computer simulation to verify the performance of the proposed controller and compared the performance of the neural network PID controller with our proposed controller in terms of the rope swing and the precision of position control. Computer simulation results show that the proposed controller has better performances than neural network PID with disturbances.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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