컨테이너 화물의 흔들림 방지를 위한 컨테이너 크레인의 LQ 제어기 설계

Design of the LQ Controller of a container crane for Anti-sway of Container

컨테이너 항만에서는 저렴한 비용으로 항만서비스의 질과 하역효율을 향상시키려는 노력이 꾸준히 이루어지고 있으며, 이를 해결하기 위한 방법으로 물류의 병목현상이 심한 컨테이너 크레인에 대한 자동화 연구가 활발하게 진행되고 있다. 크레인의 가ㆍ감속 운전으로 인해 필수적으로 수반되는 화물의 흔들림을 효율적으로 제어하면서 원하는 목표 위치에 화물을 빨리 이동시키는 것이 사이클 시간을 줄이고 하역 효율을 높이는 방법이며 크레인 자동화의 핵심 문제이다. 본 논문에서는 크레인의 트롤리를 가능한 빠른 속도로 목표지점으로 이동시키면서 목표점에서 화물의 흔들림이 빨리 제어되도록 하는 LQ 제어기의 설계 기법을 제안하고, 제안한 제어기에 대해 목표치 변경에 대한 추종성과 파라미터 변화, 외란 등의 제어환경 변화에 대한 강인성을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검토하였다.

Together with the recent increasing amount of container freight, the low efficiency of container crane causes jamming frequently in transportation and cargo handling at port. In this paper, a LQ controller for container crane is proposed to accomplish an optimal design of improved control system for minimizing the swing motion at destination. In this scheme a mathematical model for the system is obtained in state space representation. Finally, the effectiveness of the proposed controller is verified through computer simulation of a container crane system.