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문제 정의
- 본 논문에서는 자동화된 항만의 야드에서 사용되는 오버헤드 셔틀 시스템(OSS)의 동특성해석 및 제어문제를 기술하고 전통적인 컨테이너크레인시스템과 그 성능을 비교하였다. 두 시스템의 핵심적인 차이는 호이스팅 로우프의 메커니즘에 있다.
- 본 논문에서는 자동화된 항만의 야드측에서 사용될 컨테이너의 자동이송장치 인 오버헤드셔틀시스템 (OSS: Overhead Shuttle System)의 동특성해석 및 제어문제를 기술한다. OSS의주된 목적은 컨테이너를 싣거나 내릴 때 컨테이너선과 컨테이너 야드 사이에서 컨테이너를 빠른 작업시간 내에 옮겨주는 것이다.
- 본 논문에서는, 스프레더와 OSS를 연결한 8 가닥의 케이블의 구조(메커니즘)를 고려한 OSS의 수학적인 모델을 개발한다. 또한 시뮬레이션에서 부하의 흔들림 감소를 위한 오버헤드 셔틀의 이동명령을 만들기 위해 개루프제어가 사용된다.
- 하지만, 호이스팅 케이블의 형태가 전통적인 컨테이너크레인과 달라서, 시스템의 진동제어 능력을 향상시킬 수 있다. 본 연구의 주목적은 이송되는 화물의 진동특성과 케이블의 감쇄효과를 해석하는 것이다.
가설 설정
- OSS시스템에서 트롤리는 X축으로만 이동한다고 가정하고(즉, 2자유도), 트롤리의 바퀴와 레일 사이의 마찰력은 무시한다. 그리고 화물은 XY 평면 안에서만 진동할 수 있고 공기의 저항은 무시한다.
- 등을 통하여 얻을 수 있다. 그러나 본 논문에서는 아래에 기술될 잔류흔들림 제어를 목적으로 한 속도선도들과 그 결과를 비교하기 위해서, 그림 3과 같이 가속, 최대정속이송, 감속 형태로 이송하였다고 가정하고, 그 때의 속도선도를 “전형적인 속도선도”라고 지칭한다. 그림 4는 전통적인 크레인이든지 OSS이든지 간에 일반적인 속도선도로 트롤리를 이송하였을 경우 흔들림각이 크게 발생하며, 목표 위치에 도달한 후에도 그대로 남아 있음을 보이고 있다.
- 흔들림각으로부터 2개의 장력 값을 구하기 위해 셔틀은 고정되고 화물의 흔들림만 있는 상황을 가정한다(그림 2). 그림 2(a)는 부하의 평형위치를 보여준다.
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