A Study on the Sway Suppression Control of Container Cranes

Abstract

In this paper, we consider the sway suppression control problem for container cranes with load hoisting. The proposed control law improves the positioning accuracy but also the sway suppression through fast stabilization of the under-actuated sway dynamics, which is based on a class of feedback linearizing control incorporated with an additional control including the sway angle and its rate as well as positioning errors and their rates. For the design of the additional control, a variable structure control with the proper sway damping and simple switching action is employed, thus preventing excessive overshoots of the trolley travelling and effectively suppressing the residual sway of container arrived at the target position.Simulation results are provided to show effectiveness of the proposed controller in the presence of such uncertainties as winds and the variation of payload weights.

Anti-Sway Tracking Control of Container Cranes with Friction Compensation

“…그리고 피드백 선형화에 기반하여 시변 경계층(Time-varying boundary layer)을 사용한 에너지기반 함수 방법 (11) 으로, 또는 단순 스위 칭함수를 사용한 가변구조 제어방법 (12) 으로 점근적 안정성을 보였으나. 마찰력을 반영하지 않았다.…”

“…2절에서는 적용된 크레인 모델 (12) 에 대해 개략적으로 기술하 고, 3절에서는 마찰을 고려하지 않은 경우 피드백 선형화 방법 에 기반한 가변구조 제어 설계 방법, 그리고 리아프노프 안정성 방법에 근거한 마찰 매개변수 추정기를 갖는 적응제어 설계 방 법을 제시한다. 4절에서는 초기 흔들림, 강풍, 쿨롱 마찰 등의 외란이 존재하는 경우에 대한 시뮬레이션 결과를 통해 제시된 방법의 우수성을 보이고, 5절에서 결론을 맺는다.…”

“…시뮬레이션 도구로 Matlab을 이용하였으며, 시뮬레이션에 사용된 공칭 시스템 (12) 은 Table 1과 같다. 적용된 제어 파라미 터는 Table 2에 나타내었으며, 기존 방법 (12) …”

Adaptive Variable Structure Control of Container Cranes with Unknown Payload and Friction

“…[7]에서는 피드백 선 형화(feedback linearization) 방법으로 임의 권상 속도를 갖는 경우 내부 동역학의 안정성을 보였으며, 피드백 선형화에 기반한 에너지함수 방법을 이용하여 점근적 안정성을 보였 다. [8]에서 단순 스위칭함수를 사용한 가변구조제어(VSC: Variable Structure Control) 방법으로 바람 등의 외란에 대한 강인한 성능을 보였으며, [9]에서는 트롤리와 레일사이의 건 마찰을 포함한 마찰모델에 대한 보상을 갖는 적응가변 구조제어(AVSC: Adaptive VSC) 방법을 제시하고 효과적인 트롤리 위치추종 및 잔류 흔들림억제 성능을 보였으나, 이 들 연구 [8,9]에서는 정확하게 알려진 부하를 갖는 모델에 적용하였다.…”