(57)【要約】 【課題】  ３相誘導走行モータを備えた走行車を、目標速度パターンに従って走行させる。【構成】  走行モータの速度毎の制御ゲインとを記憶し、記憶した目標速度と速度毎の制御ゲインとにより、３相誘導走行モータの駆動用インバータを制御する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータにより３相誘導の走行モータを駆動する走行車であって、
走行車の目標速度のパターンを記憶するための手段と、走行モータの制御ゲインを速度毎に記憶するための手段とを設けると共に、記憶した目標速度と、速度毎の制御ゲインとにより前記インバータを制御するための手段を設けたことを特徴とする、走行車。  
【請求項２】
インバータにより３相誘導の走行モータを駆動する走行車の走行制御方法であって、
走行車の目標速度のパターンと、走行モータの速度毎の制御ゲインとを記憶し、記憶した目標速度と速度毎の制御ゲインとによりインバータを制御することを特徴とする、走行車の走行制御方法。  
【請求項３】
走行車を少なくとも２種類の異なる制御ゲインで走行させることにより、目標速度からの誤差を求めて、誤差を解消するように制御ゲインを定めて記憶することを特徴とする、請求項２の走行車の走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は３相誘導モータを用いた走行車の走行制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーボモータを用いた走行車を目標速度パターンに従って走行させることが実現されている。例えば特許文献１：特開2000-99151Aは、在荷か空荷かにより、速度誤差に対するフィードバックゲインを変えることを開示している。しかしながら３相誘導モータを用いた、サーボ機構のない走行車に対する速度制御は未確立で、例えば目標速度に従って可変周波数で誘導モータを駆動する、あるいは目標速度と実際の速度との誤差に応じて加える周波数を制御する等のことが行われているに過ぎない。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2000-99151A
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の課題は、３相誘導モータを走行モータに用い、サーボ機構の無い走行車を、目標速度に従って走行させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の走行車は、インバータにより３相誘導の走行モータを駆動する走行車であって、
走行車の目標速度のパターンを記憶するための手段と、走行モータの制御ゲインを速度毎に記憶するための手段とを設けると共に、記憶した目標速度と、速度毎の制御ゲインとにより前記インバータを制御するための手段を設けたことを特徴とする。  
【０００６】
この発明の走行車の走行制御方法は、インバータにより３相誘導の走行モータを駆動する走行車の走行制御方法であって、
走行車の目標速度のパターンと、走行モータの速度毎の制御ゲインとを記憶し、記憶した目標速度と速度毎の制御ゲインとによりインバータを制御することを特徴とする。
【０００７】
３相誘導モータでは、制御入力に対するモータの応答は非線形である。しかし速度毎に制御ゲインを定めると、目標速度からの偏差を解消するように、３相誘導モータを制御できる。そして目標速度に沿って走行車を走行させると、走行車の固有振動周波数を避けるように減速あるいは加減速ができるので、走行車の振動を抑制し、停止後物品を移載するまでの待ち時間を短くする、振動による物品への影響を小さくする、走行車の剛性を小さくできる、などの効果が得られる。
【０００８】
好ましくは、走行車を少なくとも２種類の異なる制御ゲインで走行させることにより、目標速度からの誤差を求めて、誤差を解消するように制御ゲインを定めて記憶する。これによって、制御ゲインを簡単に定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例での走行モータの制御系を示す図
【図２】実施例のスタッカークレーンの制御系を示す図
【図３】実施例のゲインテーブルを示す図
【図４】目標速度に対するゲイン０とゲイン一定での速度波形を示す図
【図５】目標速度に対する誤差を示す図
【図６】実施例でのゲインテーブルの作成アルゴリズムを示す図
【図７】実施例でのインバータの制御アルゴリズムを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図７に、スタッカークレーンを例に実施例を示す。なお走行車の種類はスタッカークレーンに限らず、有軌道台車、天井走行車、無人搬送車などでもよい。図１は、スタッカークレーンの３相誘導の走行モータ２の制御系を示す。３相誘導走行モータ２は３個のコイル３並びにエンコーダ４を備え、各コイル毎のＩＰＭ(Intelligent・Power・Module)からの電力により駆動され、３個のＩＰＭ６はインバータ８を構成する。１０はＤＣ電源で、インバータ８とＤＣ電源１０とにより構成される、３相の可変周波数の交流電源により３相誘導走行モータ２を駆動する。
【００１２】
１２は速度パターン記憶部で、目標速度ｕを時間tの関数として記憶する。速度パターンには例えば加速用のパターンと減速用のパターンがあり、加速用のパターンと減速用のパターンとの間ではスタッカークレーンは定速で走行する。また短距離移動用と長距離移動用等で、２種類の速度パターンを記憶し、これらは最高速度が異なる。そして走行の目的地が指定されると、現在地からの距離に応じて長距離用または短距離用の速度パターンを読み出す。ゲインテーブル１４は速度毎に制御ゲイン（以下単に「ゲイン」）を記憶したテーブルであり、メモリの例で、ここに速度は目標速度ｕ(t)、現実の速度ｗ(t)、あるいは制御速度ｖ(t)のいずれでも良い。またゲインテーブル１４は、加速用と減速用とで２種類のゲインを記憶しているが、例えば減速用のゲインのみを記憶してもよい。
【００１３】
１８は減算器、２０は乗算器、２２は減算器で、２４は差分器である。インバータ制御部１６は減算器１８から入力される制御速度ｖ(t)を周波数に変換し、ＩＰＭ６を駆動する。差分器２４はスタッカークレーンの実際の走行速度ｗ(t-1)を求め、例えばエンコーダ４の信号を時間毎に差分することにより、走行速度ｗ(t-1)を求める。減算器２２は、速度パターン記憶部１２から読み出した目標速度ｕ(t)と、差分器２４からの走行速度ｗ(t-1)との差を求め、乗算器２０でゲインを乗算し、減算器１８で目標速度ｕ(t)から減算することにより、制御速度ｖ(t)を発生する。なお走行速度ｗ(t-1)に代えて、単位時間前の制御速度ｖ(t-1)と、目標速度ｕ(t)との差を減算器２２で求めても良い。
【００１４】
図２にスタッカークレーン３０の制御系を示し、２は前記の３相誘導走行モータで、図１の走行制御部２６により制御する。３８は昇降モータで、マストに沿って図示しない昇降台を昇降させ、昇降制御部３２で制御する。４０は移載モータで、例えば昇降台に設けたスライドフォークあるいはスカラアームなどのモータで、移載制御部３４により制御する。３６は走行車ＣＰＵで、スタッカークレーン３０の全体を制御すると共に、図示しない地上側コントローラとの間で通信する。この発明では３相誘導走行モータの制御ゲインを速度に応じて変更するが、昇降モータ３８、移載モータ４０も同様に補正しても良い。
【００１５】
図３にゲインテーブル１４の例を示し、例えば目標速度ｕ1(最低速度)〜ｕmax(最大速度)を見出しとして、減速時のゲインＧ1〜Ｇmaxと加速時のゲインＧ'1〜Ｇ'maxを記憶し、ゲインの値は一般に負である。前記のように加速時のゲインは記憶しなくてもよい。またテーブル１４からデータを読み出す際に、目標速度u(t)を見出しとするか、制御速度v(t)を見出しとするか、走行速度w(t)(実際の速度)を見出しとするかは任意である。さらに在荷と空荷とで、ゲインテーブル１４のデータを変えても良い。
【００１６】
図４，図５にゲインテーブルの作成を示し、スタッカークレーンを制御ゲイン０と制御ゲインＧを一定とした場合の２種類の制御条件で、速度パターン記憶部の速度パターン等に従って走行させる。実線の４２は目標速度ｕ(t)で、１点鎖線の４４はゲイン０での走行速度で、２点鎖線の４６はゲインＧが一定の際の走行速度である。ゲイン０では走行速度は目標速度に比べて遅れ、ゲインが一定の場合、走行速度は目標速度に比べて遅れる場合も進む場合もある。走行速度４４，４６の目標速度からの誤差を図５に示す。本発明の基本的着眼点は、図５の速度４４，４６を内分あるいは外分することにより、誤差をほぼ０にできるゲインを求める点にある。
【００１７】
図６にゲインテーブルの作成を示し、速度毎にゲイン０での速度誤差とゲインＧ(一定)での速度誤差を測定し、速度誤差が許容範囲内となるようにゲインを決定する。ゲインの絶対値には上限があるので、速度誤差は０とすることが好ましいが、０の付近であればよい。テーブルには例えば３〜１００程度に速度を区分し、好ましくは５〜２０程度に速度を区分して、ゲインを記載する。また速度の区分毎のゲインを用いても、複数の速度に対してゲインを記憶し、記憶したゲインとゲインとの間では速度によりゲインを補間しても良い。さらにゲインは、在荷と空荷とで別の値を記憶しても良い。
【００１８】
図７に実施例での３相誘導モータの制御を示し、目標速度を速度パターン記憶部から読み出し、目標速度等に応じたゲインをゲインテーブルから読み出す。走行速度ｗ(t-1)と目標速度ｕ(t)との差から制御量Ｇ(ｕ(t)−ｗ(t-1))を求める。なお走行速度ｗ(t-1)に代えて、前回の制御速度ｖ(t-1)を用い、制御量Ｇ(ｕ(t)−ｖ(t-1))等を求めても良い。そして今回の制御速度ｖ(t)を  ｕ(t)−Ｇ(ｕ(t)−ｗ(t-1))  として定め、これに応じてＩＰＭ６を制御し、３相誘導モータに加える周波数を制御する。なおゲインＧに目標速度ｕ(t)と最高速度ｕmaxとの比ｕ(t)／ｕmax等を乗算したものを用いても良い。
【００１９】
このようにすると、サーボ機構無しで、即ちモータ電流のフィードバック制御なしで、目標速度に近い速度で、スタッカークレーンなどの走行車を走行させることができる。走行車では、目標速度ｕ(t)に沿って加速並びに減速することにより、振動を小さくすることが重要である。特にスタッカークレーンの場合、減速時にマストが振動することが問題である。マストが振動すると、停止後振動が納まるまで移載が行えず、結果的に非効率になる。またマストの振動は物品に悪影響を与え、さらにスタッカークレーン全体の剛性を高める必要がある。スタッカークレーン以外の走行車の場合でも振動は好ましくなく、特に停止時の振動は、停止後移載を開始するまでの待ち時間に直結するので問題になる。
【００２０】
振動には走行車の固有周波数が関係し、これには積み荷の有無なども関係する。従って速度パターン記憶部１２には、空荷と在荷とに応じて、速度パターンを複数記憶させることが好ましい。そして走行車の固有振動数付近での加速や減速を避けることにより制振できるので、振動を避けるように目標速度パターンを決定する。そして制振を有効に行うために、走行車を目標速度パターンに従って走行させる。
【００２１】
しかしながらサーボ機構のないモータで、単純なフィードバック制御を施すと、過制御あるいは制御不足などにより、目標速度に追随させることが難しい。これに対して実施例では、走行車の速度により変化するゲインで制御することにより、目標速度に従って走行させることができる。この結果、走行車の振動を抑制できる。
【符号の説明】
【００２２】
２          ３相誘導走行モータ
３          コイル
４          エンコーダ
６          ＩＰＭ
８          インバータ
１０        ＤＣ電源
１２        速度パターン記憶部
１４        ゲインテーブル
１６        インバータ制御部
１８〜２２  演算器
２６        走行制御部
３０        スタッカークレーン
３２        昇降制御部
３４        移載制御部
３６        走行車ＣＰＵ
３８        昇降モータ
４０        移載モータ
４２        目標速度
４４        ゲイン０での走行速度
４６        ゲインＧ(一定)での走行速度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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