EP0467783A1 - Pending charge movement control procedure, and arrangement for implementing the same - Google Patents
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- EP0467783A1 EP0467783A1 EP91401997A EP91401997A EP0467783A1 EP 0467783 A1 EP0467783 A1 EP 0467783A1 EP 91401997 A EP91401997 A EP 91401997A EP 91401997 A EP91401997 A EP 91401997A EP 0467783 A1 EP0467783 A1 EP 0467783A1
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- B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
- B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
- B66C13/063—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads electrical
Definitions
- the present invention relates to a method for controlling the movements of a pendulum load suspended from a horizontally movable support.
- the invention also relates to devices for its implementation.
- the invention applies in particular to port lifting devices such as cranes, gantry cranes or containers.
- a primary objective is to precisely move from one point to another a load suspended by cables to a mobile support, such as a motorized trolley, and in particular to obtain a zero swing of the load at the end of the journey.
- the precision of the displacement depends essentially on the control and the damping of the oscillations of the load during the displacement.
- the object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing a method for controlling the movements of a pendulum load suspended from a horizontally movable support, and moved from a starting point to an ending point during a travel from predetermined duration, which allows for taking into account disturbances and pendulum length variations and which uses the power of the lifting device to the maximum in order to reduce travel times.
- the device for controlling the movement of a pendulum load suspended from a horizontally movable support implementing the method according to the invention, associated with a lifting machine comprising lifting means and steering means, is characterized in that it comprises control and processing means receiving, on the one hand, information representative of the length of the associated pendulum, of the swing angle and of the displacement of the mobile support respectively length acquisition means, angle acquisition means and displacement acquisition means, and in return issuing lifting orders and direction orders respectively intended for lifting means and direction means , said direction orders being calculated so as to satisfy the displacement law X (t) according to the method as defined above.
- the device for controlling the movement of a pendular load 20 suspended from a mobile support of a lifting machine 1 comprises a computer 4 receiving on the one hand, at input CL, information on the length of the pendulum from a position encoder 7, at input B, sway information from a camera 18, or any other optical analysis device, and at the CD input, information on the displacement of the mobile support or direction information, and delivering in return, at output SL, lifting orders transmitted to lifting means 6, 5, 8 of the lifting machine 1, and at output SD, direction orders transmitted to lifting means 1 direction 14, 15, 16.
- the lifting means comprise a lifting drum 8 around which is wound a suspension cable 21 connected to the load 20, for example, a container, a reduction gear 5 and an electric motor 6, arranged according to well known techniques.
- the lifting motor 6, with which the lifting encoder 7 is associated, is controlled, via a control line 9 and an amplifier 10, either from a lifting control lever 2 or by the computer 4, through the aforementioned SL output.
- the steering means comprise a steering roller 16 rolling on a horizontal steering rail 17 linked to the lifting machine, a reduction gear 15 and an electric motor 14 to which a direction encoder 13 is fixed.
- This steering motor 14 is controlled via a steering power line 12 and a power amplifier 11, either from a steering control lever 3, or by the computer 4, through the aforementioned SD output.
- the swing angle is measured by a camera 18 secured to the movable support and the objective of which is directed vertically downwards, the pendulum load 20 being fitted with an optical beacon 19 emitting a beam directed upwards.
- FIG. 2 The general diagram of a container handling and lifting machine 30 that can be fitted with a movement control device according to the invention is given in FIG. 2.
- the port lifting device 30 comprises, according to known techniques, a gantry 35 to which a horizontal boom structure 33 is connected.
- a mobile carriage 34 can be moved horizontally in a direction X along the arrow 33.
- a container 31 is suspended from the mobile carriage 34 by cables 32 whose variation in length allows the container 31 to move in a vertical direction Z.
- FIG. 4 illustrates the main geometric variables taken into account in the implementation of the method according to the invention.
- the variable x represents the horizontal displacement of the carriage or mobile support 40.
- a perpendicular load 41 is suspended from the mobile carriage 40 by a cable of length l .
- the cable is inclined at an angle ⁇ relative to the vertical, the pendulum load 41 having a gap y relative to said vertical.
- the instantaneous displacement of the pendulum load 41 is represented by a variable X equal to the sum x + y.
- the displacement of the suspension point of the load 41, and therefore the displacement of the mobile support 40 is determined by expressing the dynamic balance of the pendulum load:
- X ⁇ (t) y l (g 1- ( y l ) 2- l ⁇ ) g being the acceleration of gravity.
- Equation (1) calculates the displacement X (t) as a function of the maximum acceleration ⁇ and the travel time T, while equation (2) calculates the difference y as a function of the derivative second l ⁇ of the instantaneous length of the pendulum associated with the load and the acceleration X ⁇ (t).
- the position x of the carriage 40 is determined, with reference to FIG. 1, using the encoder 13, for example an incremental encoder, mounted on the shaft of the steering motor 14.
- variable l is determined by the encoder 7 mounted on the shaft of the lifting motor 6 while the variable y is calculated from the angle ⁇ and the length l via the optical system constituted by the camera 18 and tag 19.
- This tag 19 constitutes a light source which creates a light spot on the sensitive element of the camera 18 which in return delivers a signal proportional to the angle ⁇ .
- the computer 4 can then determine the theoretical value of the difference y and the instantaneous real position X of the pendulum load 41.
- a first block 61 illustrates the calculation of the theoretical displacement X (t) according to the invention.
- This theoretical displacement X (t) is compared to the actual displacement X equal to the sum of the displacement x of the carriage 40 ( Figure 4) and of the product l.sin ⁇ of the instantaneous length l of the pendulum and the sine of the swing angle ⁇ , this sum being represented by block 67.
- the difference ⁇ 1 between the theoretical displacement X (t) and the actual displacement X is derived at 62.
- the speed is then regulated (block 65) at the level of the steering motor 14 (FIG. 1).
- the effective displacement x of the carriage causes a swinging of angle ⁇ (block 66).
- Such control ensured a substantially zero swing at the end of the pendulum load path.
- the method according to the invention moreover allows a relative optimization of the duration T of the path of the pendulum load. For a given distance D to be covered, it is possible to vary the period T of the maximum acceleration continuously.
- VMAX the journey time T and the maximum acceleration ⁇ can then be determined. On the other hand, if this limitation is reached, a phase at VMAX speed is undertaken. A maximum acceleration and a distance traveled at VMAX speed are also determined.
Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé de contrôle des déplacements d'une charge pendulaire, suspendue à un support mobile horizontalement.The present invention relates to a method for controlling the movements of a pendulum load suspended from a horizontally movable support.
L'invention vise également des dispositifs pour sa mise en oeuvre.The invention also relates to devices for its implementation.
L'invention s'applique notamment aux engins de levage portuaires tels que grues, portiques à benne ou à conteneurs.The invention applies in particular to port lifting devices such as cranes, gantry cranes or containers.
Dans le domaine industriel de la manutention et du levage de charges, notamment de conteneurs, un objectif primordial est déplacer avec précision d'un point à un autre une charge suspendue par des câbles à un support mobile, tel qu'un chariot motorisé, et tout particulièrement d'obtenir un balancement nul de la charge en fin de trajet.In the industrial field of handling and lifting of loads, in particular of containers, a primary objective is to precisely move from one point to another a load suspended by cables to a mobile support, such as a motorized trolley, and in particular to obtain a zero swing of the load at the end of the journey.
Or, la précision du déplacement dépend essentiellement du contrôle et de l'amortissement des oscillations de la charge au cours du déplacement.However, the precision of the displacement depends essentially on the control and the damping of the oscillations of the load during the displacement.
Un certain nombre de procédés de contrôle des déplacements de charges pendulaires existent déjà, mais les temps de manoeuvre donnés par ces procédés dépendent de la période du pendule constitué par la charge suspendue.A certain number of methods for controlling the movements of pendular loads already exist, but the operating times given by these methods depend on the period of the pendulum constituted by the suspended load.
Ces procédés présentent en particulier les inconvénients suivants :
- les mouvements sont calculés avant le démarrage du mouvement en fonction des longueurs pendulaires qui sont elles-mêmes variables pendant le mouvement, en particulier pour les appareils de levage. Le calcul des paramètres du mouvement doit donc être effectué avant la mise en route en faisant des approximations sur la longueur du pendule et sur la variation de celle-ci ;
- dans le cas de petits mouvements, les mouvements, liés à la période du pendule, sont nécessairement lents ;
- il est difficile de tenir compte de conditions initiales non nulles.
- the movements are calculated before the start of the movement as a function of the pendulum lengths which are themselves variable during the movement, in particular for lifting devices. The calculation of the movement parameters must therefore be carried out before start-up by making approximations on the length of the pendulum and on the variation thereof;
- in the case of small movements, the movements, linked to the pendulum period, are necessarily slow;
- it is difficult to take into account non-zero initial conditions.
Ces inconvénients font que la précision de déplacement, si elle reste suffisante en manutention de produits en vrac, est insuffisante en manutention de conteneurs.These drawbacks mean that the movement precision, if it remains sufficient for handling bulk products, is insufficient for handling containers.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de contrôle des déplacements d'une charge pendulaire suspendue à un support mobile horizontalement, et déplacée d'un point de départ à un point d'arrivée pendant un trajet de durée prédéterminée, qui permette la prise en compte de perturbations et de variations de longueur pendulaire et qui utilise au maximum la puissance de l'appareil de levage afin de diminuer les temps de déplacement.The object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing a method for controlling the movements of a pendulum load suspended from a horizontally movable support, and moved from a starting point to an ending point during a travel from predetermined duration, which allows for taking into account disturbances and pendulum length variations and which uses the power of the lifting device to the maximum in order to reduce travel times.
Suivant l'invention, on soumet le support mobile à une loi de déplacement du support x(t) déterminé de sorte que le déplacement de la charge pendulaire soit régi par une loi de déplacement de charge X(t) satisfaisant aux conditions suivantes :
X˝(t) est continue et dérivable
X˝(t) = 0 et X‴(t) = 0 pour t ≧T (durée du trajet), t désignant le temps, X˝ la dérivée seconde c'est-à-dire l'accélération de la charge lors de son déplacement et X‴ la dérivée troisième.According to the invention, the mobile support is subjected to a law of displacement of the support x (t) determined so that the displacement of the pendulum load is governed by a law of displacement of load X (t) satisfying the following conditions:
X˝ (t) is continuous and differentiable
X˝ (t) = 0 and X ‴ (t) = 0 for t ≧ T (duration of the journey), t denoting time, X˝ the second derivative i.e. the acceleration of the load during its displacement and X ‴ the third derivative.
Ainsi, plutôt que d'imposer, comme dans les procédés de contrôle antérieurs, le déplacement du support mobile et de rechercher les paramètres particuliers donnant un balancement nul en fin de trajet, les conditions mathématiques selon l'invention garantissant un balancement nul, il suffit de choisir une loi de déplacement répondant à ces conditions. On peut alors en effectuer un choix en fonction de paramètres tels que la vitesse maximale et l'accélération maximale du support mobile pour déterminer la loi de déplacement donnant les temps de trajet les plus courts.Thus, rather than imposing, as in the previous control methods, the displacement of the mobile support and searching for the particular parameters giving a zero swing at the end of the journey, the mathematical conditions according to the invention guaranteeing zero swing, it suffices to choose a displacement law that meets these conditions. We can then make a choice based on parameters such as maximum speed and maximum acceleration of the mobile support to determine the displacement law giving the shortest travel times.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la loi de déplacement du support x(t) est choisie de sorte que la charge pendulaire soit soumise à une loi d'accélération X˝(t) régie par la relation
Cette loi, d'écriture simple, répond aux conditions d'annulation du balancement de charge énoncées précédemment. Son intégration double ne présente en outre aucune difficulté particulière de mise en oeuvre.This simple writing law meets the conditions for canceling load balancing set out above. Its dual integration also presents no particular difficulty in implementation.
Suivant un autre aspect de l'invention, le dispositif de contrôle de déplacement d'une charge pendulaire suspendue à un support mobile horizontalement, mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, associé à un engin de levage comprenant des moyens de levage et des moyens de direction, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle et de traitement recevant, d'une part, des informations représentatives de la longueur du pendule associé, de l'angle de ballant et du déplacement du support mobile issues respectivement de moyens d'acquisition de longueur, de moyens d'acquisition d'angle et de moyens d'acquisition de déplacement, et émettant en retour des ordres de levage et des ordres de direction respectivement à destination des moyens de levage et des moyens de direction, lesdits ordres de direction étant calculés de façon à satisfaire la loi de déplacement X(t) selon le procédé tel que défini plus haut.According to another aspect of the invention, the device for controlling the movement of a pendulum load suspended from a horizontally movable support, implementing the method according to the invention, associated with a lifting machine comprising lifting means and steering means, is characterized in that it comprises control and processing means receiving, on the one hand, information representative of the length of the associated pendulum, of the swing angle and of the displacement of the mobile support respectively length acquisition means, angle acquisition means and displacement acquisition means, and in return issuing lifting orders and direction orders respectively intended for lifting means and direction means , said direction orders being calculated so as to satisfy the displacement law X (t) according to the method as defined above.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 est une vue d'une forme pratique de réalisation du dispositif de contrôle de déplacement selon l'invention,
- la figure 2 est une vue générale d'un engin de levage portuaire pouvant être équipé d'un dispositif selon l'invention,
- la figure 3 représente la loi d'évolution de la vitesse d'un chariot dans un dispositif de contrôle de déplacement, dans l'art antérieur,
- la figure 4 est un schéma qui illustre les différentes variables géométriques utilisées pour la description du procédé et du dispositif selon l'invention,
- les figures 5A, 5B et 5C représentent respectivement les lois d'évolution de l'accélération, de la vitesse et du déplacement d'une charge pendulaire, avec le procédé selon l'invention,
- la figure 6 est un schéma bloc illustrant le procédé selon l'invention.
- FIG. 1 is a view of a practical embodiment of the movement control device according to the invention,
- FIG. 2 is a general view of a port lifting device which can be fitted with a device according to the invention,
- FIG. 3 represents the law of evolution of the speed of a carriage in a displacement control device, in the prior art,
- FIG. 4 is a diagram which illustrates the various geometrical variables used for the description of the method and the device according to the invention,
- FIGS. 5A, 5B and 5C respectively represent the laws of evolution of the acceleration, the speed and the displacement of a pendulum load, with the method according to the invention,
- FIG. 6 is a block diagram illustrating the method according to the invention.
On va maintenant expliquer le procédé de contrôle de déplacement selon l'invention, conjointement à la description du dispositif mettant en oeuvre le procédé.We will now explain the displacement control method according to the invention, together with the description of the device implementing the method.
Dans une forme de réalisation particulière d'un dispositif de contrôle selon l'invention illustrée en figure 1, le dispositif de contrôle de déplacement d'une charge pendulaire 20 suspendue à un support mobile d'un engin de levage 1 comprend un calculateur 4 recevant d'une part, en entrée CL, une information de longueur du pendule issue d'un codeur de position 7, en entrée B, une information de ballant issue d'une caméra 18, ou de tout autre dispositif d'analyse optique, et en entrée CD, une information de déplacement du support mobile ou information de direction, et délivrant en retour, en sortie SL, des ordres de levage transmis à des moyens de levage 6, 5, 8 de l'engin de levage 1, et en sortie SD, des ordres de direction transmis à des moyens de direction 14, 15, 16.In a particular embodiment of a control device according to the invention illustrated in FIG. 1, the device for controlling the movement of a
Les moyens de levage comprennent un tambour de levage 8 autour duquel s'enroule un câble de suspension 21 relié à la charge 20, par exemple, un conteneur, un réducteur 5 et un moteur électrique 6, agencés suivant des techniques bien connues. Le moteur de levage 6, auquel est associé le codeur de levage 7, est commandé, via une ligne de commande 9 et un amplificateur 10, soit à partir d'un levier de commande de levage 2 soit par le calculateur 4, à travers la sortie SL précitée.The lifting means comprise a
Les moyens de direction comprennent un galet de direction 16 roulant sur un rail de direction 17 horizontal lié à l'engin de levage, un réducteur 15 et un moteur électrique 14 auquel est fixé un codeur de direction 13. Ce moteur de direction 14 est commandé via une ligne de puissance de direction 12 et un amplificateur de puissance 11, soit à partir d'un levier de commande de direction 3, soit par le calculateur 4, à travers la sortie SD précitée.The steering means comprise a
L'angle de ballant est -mesuré grâce à une caméra 18 solidaire du support mobile et dont l'objectif est dirigé verticalement vers le bas, la charge pendulaire 20 étant équipé d'une balise optique 19 émettant un faisceau dirigé vers le haut.The swing angle is measured by a
Le schéma général d'un engin 30 de manutention et de levage de conteneurs 31 pouvant être doté d'un dispositif de contrôle de déplacement selon l'invention est donné en figure 2.The general diagram of a container handling and
L'engin de levage portuaire 30 comprend, suivant des techniques connues, un portique 35 auquel est relié une structure de flèche horizontale 33. Un chariot mobile 34 peut être déplacé horizontalement suivant une direction X le long de la flèche 33. Un conteneur 31 est suspendu au chariot mobile 34 par des câbles 32 dont la variation de longueur permet le déplacement du conteneur 31 suivant une direction verticale Z.The
Les techniques antérieures de commande des mouvements des engins de levage font généralement appel à des solutions particulières de l'équation différentielle du mouvement d'une charge pendulaire. La figure 3 illustre une loi d'évolution de la vitesse V en fonction du temps t du point de suspension de la charge lorsque celui-ci est animé d'un mouvement que l'on peut décomposer en :
- une phase d'accélération constante, de durée T1,
- une phase à vitesse constante, de durée T2,
- une phase de décélération constante, de durée T3.
- a constant acceleration phase, of duration T1,
- a phase at constant speed, of duration T2,
- a constant deceleration phase, of duration T3.
Ces solutions particulières sont des fonctions de la période du pendule. Une méthode permettant d'atteindre un point d'arrivée sans balancement consiste à calculer des temps d'accélération T1 et de freinage T3 adéquats en fonction de la longueur du pendule et de la durée T2 de la phase à vitesse constante. Les inconvénients de ces techniques, -temps de déplacement lié à la période pendulaire, difficulté de prise en compte de conditions initiales, notamment-, sont éliminés avec la mise en oeuvre du procédé de contrôle selon l'invention.These particular solutions are functions of the pendulum period. One method of reaching an end point without swinging consists in calculating adequate acceleration times T1 and braking times T3 as a function of the length of the pendulum and the duration T2 of the phase at constant speed. The disadvantages of these techniques, travel time linked to the pendulum period, difficulty in taking into account initial conditions, in particular, are eliminated with the implementation of the control method according to the invention.
La figure 4 illustre les principales variables géométriques prises en compte dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La variable x représente le déplacement horizontal du chariot ou support mobile 40. Une charge perpendiculaire 41 est suspendue au chariot mobile 40 par un câble de longueur l. En situation de balancement, le câble est incliné d'un angle α par rapport à la verticale, la charge pendulaire 41 présentant un écart y par rapport à ladite verticale. Le déplacement instantané de la charge pendulaire 41 est représenté par une variable X égale à la somme x + y.FIG. 4 illustrates the main geometric variables taken into account in the implementation of the method according to the invention. The variable x represents the horizontal displacement of the carriage or
Un exemple de loi de déplacement X(t) de la charge pendulaire 41 qui satisfait les conditions mathématiques selon l'invention est associé à la loi d'accélération suivante :
γ étant l'accélération maximale de la charge.An example of displacement law X (t) of the
γ being the maximum acceleration of the load.
On vérifie aisément que la loi de déplacement X(T) qui en résulte satisfait aux conditions précitées, à savoir :
la dérivée seconde X˝(t) est continue et dérivable et X˝(t) = 0 et X‴(t) = 0 pour un temps t ≧ T (durée du trajet).It is easy to verify that the resulting law of displacement X (T) satisfies the aforementioned conditions, namely:
the second derivative X˝ (t) is continuous and differentiable and X˝ (t) = 0 and X ‴ (t) = 0 for a time t ≧ T (duration of the journey).
Par ailleurs, le déplacement du point de suspension de la charge 41, et par conséquent le déplacement du support mobile 40 est déterminé en exprimant l'équilibre dynamique de la charge pendulaire :
L'équation (1) permet de calculer le déplacement X(t) en fonction de l'accélération maximale γ et de la durée de trajet T, tandis que l'équation (2) permet de calculer l'écart y en fonction de la dérivée seconde l˝ de la longueur instantanée du pendule associé à la charge et de l'accélération X˝(t).Equation (1) calculates the displacement X (t) as a function of the maximum acceleration γ and the travel time T, while equation (2) calculates the difference y as a function of the derivative second l˝ of the instantaneous length of the pendulum associated with the load and the acceleration X˝ (t).
On montre aisément que les considérations précitées conduisent à l'équation du second degré en y, c'est-à-dire de l'écart de la charge par rapport à la verticale, suivante :
La racine présentant le signe de (-X˝) est la solution de l'équation (3).The root with the sign of (-X˝) is the solution of equation (3).
A partir de la connaissance de l'écart y et du déplacement X, on peut en déduire aisément x(t) au fur et à mesure de l'évolution de l (longueur instantanée du pendule).From knowing the difference y and the displacement X, we can easily deduce x (t) as the evolution of l (instantaneous length of the pendulum) progresses.
La position x du chariot 40 est déterminée, en référence à la figure 1, à l'aide du codeur 13, par exemple un codeur incrémental, monté sur l'arbre du moteur de direction 14.The position x of the
La variable l est déterminée par le codeur 7 monté sur l'arbre du moteur de levage 6 tandis que la variable y est calculée à partir de l'angle α et de la longueur l par l'intermédiaire du système optique constitué par la caméra 18 et la balise 19.The variable l is determined by the
Cette balise 19 constitue une source lumineuse qui crée une tâche lumineuse sur l'élément sensible de la caméra 18 qui délivre en retour un signal proportionnel à l'angle α.This
Connaissant l'angle α et la longueur l, le calculateur 4 peut ensuite déterminer la valeur théorique de l'écart y et la position réelle instantanée X de la charge pendulaire 41.Knowing the angle α and the length l , the
On rencontre en fait dans un engin de levage portuaire des situations réelles de perturbations dues par exemple à l'effet du vent ou à un balancement initial.In fact, in a port lifting device, there are real situations of disturbances due for example to the effect of the wind or to an initial rocking.
On peut tenir compte du balancement initial ou de perturbations tendant à écarter la position de la charge pendulaire de la loi théorique de déplacement X(t) en réalisant un asservissement de la position de la charge à sa position théorique, représenté sous forme de schéma-bloc 60 à la figure 6.We can take into account the initial swing or disturbances tending to spread the position of the pendulum load from the theoretical law of displacement X (t) by controlling the position of the load to its theoretical position, represented in the form of a block diagram 60 in FIG. 6.
Un premier bloc 61 illustre le calcul du déplacement théorique X(t) selon l'invention. Ce déplacement théorique X(t) est comparé au déplacement réel X égal à la somme du déplacement x du chariot 40 (figure 4) et du produit l.sin α de la longueur instantanée l du pendule et du sinus de l'angle de balancement α, cette somme étant représentée par le bloc 67. La différence ε1 entre le déplacement théorique X(t) et le déplacement réel X est dérivée en 62. La dérivée ε′1 permet le calcul du déplacement corrigé x du chariot 40 selon la relation (bloc 63) suivante :
Ce calcul de correction est suivi d'une boucle d'asservissement du déplacement x comprenant un calcul d'une consigne de vitesse CV selon la relation suivante (bloc 64) :
- X′th
- : dérivée du déplacement théorique Xth
- ε₂
- : erreur de la boucle d'asservissement en x,
- et K₂
- : coefficient de correction.
- X ′ th
- : derived from the theoretical displacement X th
- ε₂
- : error of the control loop in x,
- and K₂
- : correction coefficient.
La vitesse est ensuite régulée (bloc 65) au niveau du moteur de direction 14 (figure 1). Le déplacement effectif x du chariot provoque un balancement d'angle α (bloc 66). Un tel asservissement permet de garantir un balancement sensiblement nul en fin de trajet de la charge pendulaire.The speed is then regulated (block 65) at the level of the steering motor 14 (FIG. 1). The effective displacement x of the carriage causes a swinging of angle α (block 66). Such control ensured a substantially zero swing at the end of the pendulum load path.
Les figures 5A, 5B et 5C illustrent respectivement les lois d'évolution de l'accélération X˝(t), de la vitesse X′(t) et du déplacement X(t) du chariot dans la forme particulière de réalisation de l'invention décrite précédemment, avec une accélération maximale γ = 0,6 m/s², une durée de trajet T = 10s et une vitesse initiale Vo nulle.FIGS. 5A, 5B and 5C respectively illustrate the laws of evolution of the acceleration X˝ (t), the speed X ′ (t) and the displacement X (t) of the carriage in the particular embodiment of the invention described above, with maximum acceleration γ = 0.6 m / s², travel time T = 10 s and an initial speed V o zero.
Le procédé selon l'invention permet d'ailleurs une optimisation relative de la durée T du trajet de la charge pendulaire. Pour une distance donnée D à parcourir, il est possible de varier la période T de l'accélération maximale de façon continue.The method according to the invention moreover allows a relative optimization of the duration T of the path of the pendulum load. For a given distance D to be covered, it is possible to vary the period T of the maximum acceleration continuously.
A titre d'exemple, pour un trajet comprenant une phase d'accélération et une phase de freinage, la relation liant la période T, l'accélération maximale γ et la distance D, est la suivante :
Si l'on cherche à diminuer la durée du trajet pour une distance donnée, l'accélération maximale γ doit augmenter. On est alors limité par les performances mécaniques de l'engin de levage. On peut notamment être conduit à considérer les limitations suivantes :
- limitations de vitesse,
- limitation d'accélération,
- limitation de puissance.
- speed limits,
- acceleration limitation,
- power limitation.
Lorsque la vitesse maximale du chariot est atteinte, il est possible d'insérer entre les phases d'accélération et de freinage, une phase au cours de laquelle le déplacement de la charge pendulaire s'effectuera sans balancement et à vitesse de régime VMAX.When the maximum speed of the carriage is reached, it is possible to insert between the phases acceleration and braking, a phase during which the displacement of the pendulum load will be carried out without swinging and at speed of VMAX speed.
Dans un exemple de réalisation pratique de l'invention, les limitations suivantes ont été ainsi prises en compte :
- effet moteur au niveau du point de suspension de charge inférieur à FMAX,
- vitesse du point de suspension inférieure à VMAX.
- motor effect at the load suspension point lower than FMAX,
- suspension point speed lower than VMAX.
Si la première limitation (VMAX) n'est pas atteinte, on peut ensuite déterminer la durée de trajet T et l'accélération maximale γ . En revanche si cette limitation est atteinte, une phase à vitesse VMAX est entreprise. On détermine aussi une accélération maximale et une distance parcourue à vitesse VMAX.If the first limitation (VMAX) is not reached, the journey time T and the maximum acceleration γ can then be determined. On the other hand, if this limitation is reached, a phase at VMAX speed is undertaken. A maximum acceleration and a distance traveled at VMAX speed are also determined.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.Of course, the invention is not limited to the examples described and shown and numerous modifications can be made to these examples without departing from the scope of the invention.
Il est ainsi possible de déterminer une loi de déplacement qui optimise les performances des dispositifs de levage équipés selon l'invention, en tenant compte de limitations supplémentaires éventuelles.It is thus possible to determine a displacement law which optimizes the performance of the lifting devices fitted according to the invention, taking into account any additional limitations.
Claims (15)
X˝(t) est continue et dérivable selon la variable temps t,
X˝(t) = 0 et X‴(t) = 0 pour t≧T (durée du trajet), t désignant le temps, X˝ la dérivée seconde, c'est-à-dire l'accélération de la charge lors de son déplacement et X‴ la dérivée troisième.Method for controlling the movement of a pendulum load (20, 41, 31) suspended from a horizontally movable support (40, 34) and moved from a starting point to an ending point during a journey of predetermined duration ( T), characterized in that the movable support (40, 34) is subjected to a support displacement law x (t) determined so that the displacement of the pendulum load (20, 41, 31) is governed by a charge displacement law X (t) satisfying the following conditions:
X˝ (t) is continuous and differentiable according to the time variable t,
X˝ (t) = 0 and X ‴ (t) = 0 for t ≧ T (journey time), t denoting time, X˝ the second derivative, i.e. the acceleration of the load during of its displacement and X ‴ the third derivative.
AC1/ acquisition de la longueur instantanée (l) du pendule,
AC2/ acquisition de la variable réelle de déplacement (x) du support mobile (34, 40),
AC3/ acquisition de l'angle (α) entre le pendule et la verticale,
et une étape de calcul du déplacement réel (X) de la charge pendulaire, à partir du résultat des étapes d'acquisition précitées, suivie d'une étape de calcul de l'erreur (E1) égale à la différence entre le déplacement théorique X(t) et le déplacement réel X.Method according to claim 4, characterized in that it further comprises the following acquisition steps:
AC1 / acquisition of the instantaneous length (l) of the pendulum,
AC2 / acquisition of the real displacement variable (x) of the mobile support (34, 40),
AC3 / acquisition of the angle (α) between the pendulum and the vertical,
and a step of calculating the real displacement (X) of the pendulum load, from the result of the aforementioned acquisition steps, followed by a step of calculating the error (E1) equal to the difference between the theoretical displacement X (t) and the real displacement X.
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