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갠트리 크레인의 3차원 동특성에 관한 연구
A Study on 3-D Dynamic Characteristic of Gantry Crane 원문보기

한국항해항만학회 2000년도 추계학술대회논문집, 2000 Nov. 01, 2000년, pp.153 - 158  

이성섭 (부산대학교 지능기계공학과 대학원) ,  이형우 (부산대학교 지능기계공학과 대학원) ,  박찬훈 (한국기계연구원) ,  박경택 (한국기계연구원) ,  이만형 (부산대학교 기계공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The sway motion of the spreader during and after movement causes an efficiency problem of position control in unmaned gantry crane. The objective of this research is to investigate the phenomenon that the load is taken by the sway motion of crane. For deriving the dynamic equations related to the sw...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 크레인과 트롤리의 이동은 일반적인 사다리꼴 속도프로파일을 주고 이에 맞게 이동하도록 제어된 상태에서 크레인의 흔들림과 스프레더의 흔들림 각에 대해 시뮬레이션한다. 그리고 이 크레인의 흔들림이 스프레더의 흔들림각에 어느 정도의 영향을 미치는가를 검토한다.
  • 본 논문에서는 실제적인 경우에 대한 비선형 동역학 모델을 선형화하여 크레인 시스템의 거동을 확인한다. 흔들림 진폭이 작은 경우 즉, I이《1 일 때는 sin 0^6, cos 0^1 을 만족한다.
  • 즉, 부하의혼들림제어에 가장 많은 영향을 미치는 정지 시점에서 특히 영향을 많이 미치므로, 이를 무시해서 안될 것이다. 본 논문에서는 이러한 크레인의 흔들림에 대한 모델링과 부하가 받는 영향을 연구하였다. 향후 본 논문에서 제시한 모델링에 대해 부하의 혼들림을 제어할 것이며, 나아가서 현재 1차 모드로모델링한 크레인 시스템을 고차 모드로 실제 시스템에 맞게 모델링하여 부하의 혼들림에 대한 제어를 연구할 것이다.
  • 본 논문에서는 크레인의 흔들림아 부하의 흔들림에 주는 영향을 연구하였다. 크레인 시스템을 3차원으로 모델링하고, 크레인의 흔들림을 나타내기 위해 스프링과 댐퍼개념을 도입하였다.
  • 본 연구에서는 외부의 영향에 의해 크레인아 황 방향과 종방향으로 흔들릴 때의 크레인 시스템을 3 차원으로 모델링하고, 스프레더가 받는 영향을 나타내고자 한다. 크레인의 이동시에 발생하는 크레인의 흔들림을 스프링과 댐퍼 개념을 도입하여 나타낸다.

가설 설정

  • 여기서, 크레인의 흔들람을 나타내기 위해 스프링과 댐퍼개념을 도입한다. 또한 로프의 질량과 부하의 회전관성은 무시하고, 크레인과 트롤리 이동 중 로프의 길이는 일정하다고 가정한다. 크레인과 트롤리는 각각 다른 속도 프로파일을 가지며, 이동시에 마찰은 없다고 가정한다.
  • 로프는 강체. 링크로 보고, 크레인과 트롤리 이동시 마찰이 없다고 가정하고 초기는 고정된 상태이다.
  • 이는 대부분의 부하 흔들림제어가 m레인과 트롤리 정지 시점에서 이루어진다고 볼 때, 크레인 흔들림의 영향은 무시할 수 없다는 결론을 내릴 수 있다. 연구에서는 크레인의 상충부의 혼들림을 춰대 200mm 로 가정하고 시뮬레이션을 하였으나, 이 이상의 흔들림이 발생할 경우에는 보다 큰 영향이 부하의 흔 늘림에 작용할 것이다.
  • 실제적인 유연구조를 해석하기 위한 첫 단계로 1차 모三에 대해서 모델링을 한다. 여기서 크레인과 트롤리는 서로 횡방향과 종방향으로 독립적으로 이동하며 이동시 로프의 길이는 고정된 것으로 가정한다. 크레인과 트롤리의 이동은 일반적인 사다리꼴 속도프로파일을 주고 이에 맞게 이동하도록 제어된 상태에서 크레인의 흔들림과 스프레더의 흔들림 각에 대해 시뮬레이션한다.
  • 또한 로프의 질량과 부하의 회전관성은 무시하고, 크레인과 트롤리 이동 중 로프의 길이는 일정하다고 가정한다. 크레인과 트롤리는 각각 다른 속도 프로파일을 가지며, 이동시에 마찰은 없다고 가정한다. 여기서, 크레인과 구동부는 힌지로 연결이 되어 있고, 이를 중심으로 크레인은 회전관성모멘트를 가진다.
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