CN1083390C - 电梯的位置控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明包括加速度区域、匀速区域和减速区域的速度指令分布控制电梯的位置的位置控制装置和方法，控制产生减速区域同步位置误差。该方法包括：确定减速分布区域的减速起始点；预先存储对应减速起始点后过去的时间的指令位置；将指令位置分成多个位置区域；由每一位置区域建立不同速度指令的计算公式；确定位置区域到属于当前时间的指令位置处；根据用对应当前时间确定位置区域的计算公式的时间计算第二速度指令值；根据减速起始点后第二速度指令值控制电梯箱的位置。

Description

电梯的位置控制装置和方法
本发明涉及一种电梯的位置控制装置和方法，特别是当电梯到达指定层时，使该层地板高度和电梯箱底平面的高度误差减到最小的控制电梯的位置控制装置和方法。
图1为一常规的电梯系统的示意图。如图所示，电梯箱101沿着建筑物的升降滑道移动，且根据电梯操作层数在电梯箱101内配备有多个为乘客选择指定层的指定层选择按钮(未示出)。同样，尽管图中没有示出，但在每一层大厅内配备了多个厅呼叫按钮以传送指示乘客的厅呼叫的信号。一平衡块102和电梯箱101由一根一端与平衡块102固定而另一端与电梯箱101固定的绳子连接。滑轮105通过卷绕和放松绳子来移动电梯箱101。一个AC(交流)电动机106和滑轮105相连以驱动滑轮105，和一个编码器107提供对应于交流电动机106的转动的脉冲信号。另外，安装在电梯箱101顶面的位置检测器103用来检测电梯到达每一层的预先确定的位置并输出一显示检测的信号。另外，在每一层的预定位置有一遮挡板104用来操作位置检测器103。通常，一开关装置如光耦合器，它有一光发射装置和一光接收装置，被用于位置检测器103。当位于位置检测器103的光发射装置和光接收装置之间的遮档板104遮挡光线时，与光接收装置连接的开关装置变为开或关，因而指示遮挡光且同时指明电梯箱101已到达预定的楼层。这里，位置检测器103的一个输出信号被传输到操作控制器108。当操作控制器108接收到来自某一层的厅呼叫按钮或指定楼层选择按钮之一的厅呼叫信号或电梯箱呼叫信号时，操作控制器108便确定电梯箱101服务的楼层。接着，操作控制器108根据从例如第一层的基准层到当前层的距离和上述的基准层到指定层的距离来计算要运行的距离，并根据所计算的要运行的距离输出一个速度指令信号。
电动机控制器109根据控制器108的速度指令信号输出一个电流控制信号或一个电压控制信号。由于电动机控制器109的电流控制信号或电压控制信号是一直流电流信号或直流电压信号，当一电梯用交流电动机作为驱动电动机时，上述的直流电流信号或直流电压信号通过一转换器110输出给电动机106。转换器110输出一和电动机控制器109的控制输出相对应的可变振幅和频率的交流控制信号到电动机106。
为了监视电梯箱的速度和位置是否和所述的速度指令信号的控制相对应，从所述的编码器107的指示旋转和旋转方向的脉冲信号被反馈到所述的电动机控制器109中。
这里，在传统的技术中，由操作控制器108产生速度指令信号的技术有以下几种方法。
第一种方法用一增益值乘以要运行的距离。但是，根据这一方法，由于距离和速度的单位不同所以难以计算出精确的增益值，且由于增益值随电动机、电梯箱的负载、其标准速度和牵引机械(包括电动机、减速器和滑轮)的种类而变化，因此这一方法有一问题就是应该经常调整增益值。
第二种方法是用公式计算速度指令值，即，速度指令值＝电流速度指令值+增益值(预先的速度指令值-反馈值)。但是，由于这一方法根据速度指令控制电梯的实际速度，与其说控制电梯的位置，不如说控制电梯的速度更适合些，且和上述的第一方法一样，仍然不能解决增益调整的问题。
第三种方法是提供一种根据要运行的距离计算速度指令的方法，沿加速度分布区域、恒速分布区域和减速分布区域的速度分布区域，及在当具有一个位于由计算编码器的脉冲数所获得的电梯箱的位置和通过位置检测器得到的实际位置之间的同步位置误差时，用以前的要运行的距离值加上误差值得到一新的要运行的距离值，并根据所得到的新的要运行的距离值计算出仅在加速度分布区域和恒速分布区域的范围内的新的速度指令值。这一方法已由本发明的申请人在美国的专利申请号08/755,911中公开了。但是，由于根据这一方法，当同步位置误差产生在减速分布区域时，误差不能被校正，因此它没能解决电梯箱的底面和电梯到达的指定层的地面间存在差别的问题。
最后，有一种获得速度指令值的方法，它根据包括加速度分布区域、恒速分布区域和减速分布区域在内的整个速度区域通过由负载、运动方向、电梯箱的起动层和到达层的每一项建立同步位置误差量的数据库，之后，在操作电梯过程中不断修正该数据库。这一方法可能解决在整个速度分布范围内的由于同步定位误差造成的到达预定的楼层的高度误差的问题。但是，要有大量的存储空间才能完成上述的方法，且为了校正误差和修订数据库，需要一复杂的操作程序，这样会因为程序的缺陷或干扰很可能导致错误操作。
因此，本发明提供一种用来消除传统技术的问题和缺点的电梯的位置控制装置和方法。
本发明的一个目的是提供一种不需要调整增益的电梯的位置控制装置和方法。
本发明的另一目的是提供一种解决电梯在减速区域产生的同步位置误差问题的位置控制装置和方法。
本发明的另一目的是提供一种不需要大容量的数据库的电梯的位置控制装置和方法。
为了达到以上的目的，本发明的实施例提供了一种用来控制由电动机力矩驱动和沿建筑物的升降通道移动的电梯箱位置的电梯的位置控制装置，它包括：
一用来输出对应于电动机旋转的脉冲信号的编码器；
一位于电梯箱顶部的用来检测电梯箱到达每一层的预定的位置并输出每一层的层数识别信号的位置检测器；
一用来计算和输出与编码器所提供的脉冲信号相一致的电梯箱所运行的距离的运行距离计算装置；
一用来输出识别电梯运行的指定层的信号的指定层确定装置；
一用来根据运行距离操作装置的输出存储从预定的底层到相应的每一层的距离数据的层距离存储装置；
一要运行的距离的操作装置，响应指定层确定装置所输出的指定层识别信号，根据由层距离存储装置所提供的距离数据和从层距离存储装置输出的当前层的距离数据，计算和输出当前层到指定层的要运行的距离，由位置检测器提供的当前层识别信号加以指明；
第一速度指令产生装置用来对应于要运行的距离的计算装置输出的要运行距离，产生和输出一按照包括加速度区域、恒速区域和减速区域的速度分布的第一速度指令信号；
一个层距离校正装置，一旦收到位置检测器的层检测信号，便根据由运行距离计算装置提供的已运行距离计算每一层距离，比较每一层的计算距离值和由层距离存储装置提供的对应的层的距离数据值，如果比较的距离值之间有差别的话，则在层距离存储装置中存储新的计算距离作为对应层的距离数据；
一减速的起始点确定装置，用来根据从第一速度指令产生装置输出的第一速度指令信号，确定和输出一减速的起始点；
一第二速度指令产生装置，如果对应于从减速起始点开始由每一预定的过去的时间存储的电梯箱的指令位置，从减速起始点确定装置有一输出，则计算该减速区域的第二速度指令值并且输出这一结果值作为第二速度指令信号。
一信号开关装置，如果从第二速度指令产生装置输出了第二速度指令信号则用来输出第二速度指令信号，和如果没有第二速度指令信号输出时则输出从第一速度指令产生装置所提供的第一速度指令信号；和
一个用来输出与信号开关装置的输出相对应的电动机控制信号的电动机控制器。
特别是，在位置控制装置中的第二速度指令产生装置包含：
一时钟计时器，由减速起始点确定装置的输出被复位，用来计算和输出在减速起始点后的时间；
一用来存储多个在减速区域的参考位置的参考位置存储装置；
一用来存储在减速区域的每次的电梯箱的指令位置值的指令位置存储装置；
一位置区域确定装置，用来在收到时钟计时器输出的时间计数时比较从指令位置存储装置输出的指令位置和参考位置存储装置的参考位置，指令位置和时间计数值相对应，因此确定和输出一包含电梯箱的指令位置的位置区域；
一减速起始点加速度、速度和位置计算装置，用来计算和输出与第一速度指令信号和已运行的距离计算装置输出的信号一致的在减速起始点的电梯箱的加速度、速度和位置；
一加速度斜率计算装置，用来计算和输出一包括有一负的斜率时减小的线性函数分布、一恒定地保持负斜率的分布和当在减速区域有正的斜率时增加的分布，正斜率和负斜率的绝对值相同；
加速度斜率计算公式存储装置，用来为加速度斜率计算装置提供一个加速度斜率计算公式；
一用来存储和输出相对应地作为第一时间和第二时间的一加速度分布的具有负斜率的分布的结束点的时间和其具有正斜率的分布的起始点的时间的存储装置；
一速度计算公式存储装置，用来存储每一位置区域的多个速度计算公式；和
一第二速度指令值发生器，用速度计算公式存储装置所提供的对应位置区域的速度计算公式，根据位置区域确定装置输出的位置区域、时钟计时器的时间、由加速度斜率计算装置提供的加速度斜率、减速起始点的加速度、速度和位置计算装置提供的电梯箱在减速起始点的加速度、速度和位置，计算对应于电梯箱的当前位置的速度指令值，并作为第二速度指令信号输出该结果值。
同样，为了达到本发明的以上目的，这里提供一种通过产生按照速度分布的第一速度指令信号来控制电梯箱的位置的方法，这一速度分布有一个对应于与过去的时间一致的减速阶段的线性函数分布的加速度分布区域、一个保持加速度分布区域结束点的速度值的匀速分布区域和一个根据过去的时间速度从匀速分布区域的恒定速度值减速到零的减速分布区域，这一改进的电梯位置控制方法，包括：
确定减速分布区域的减速起始点；
预先存储一对应于减速起始点后的过去的时间的指令位置；
将指令位置分成多个位置区域；
由每一位置区域不同地建立速度指令的计算公式；
确定位置区域到属于当前时间的指令位置处；
根据利用对应于当前时间的所确定位置区域的计算公式的时间计算第二速度指令值；和
根据减速起始点后的第二速度指令值控制一电梯箱的位置。
附图用来提供对本发明的更进一步理解，它被加入并构成本说明书的一部分，说明本发明的实施例并与描述一起来解释本发明的原理，其中：
图1为传统的电梯系统的示意图；
图2是根据本发明的电梯的位置控制装置的方框图；
图3是图2的第二速度指令产生装置的详细方框图；
图4是说明根据本发明的显示加速度、速度和位置的分布图；
图5是根据本发明的电梯位置控制方法的流程图；和
图6是图5的步骤S10的详细流程图。
现在，参考图示的示例详细说明本发明的优选实施例。
图2是根据本发明的一电梯的位置控制装置的方框图。如图所示，旋转编码器107输出一和电动机106的转动相对应的脉冲信号，且该旋转编码器107的输出和计数从旋转编码器107输出的脉冲信号的运行距离计算装置114的输入相连，因此计算出和电动机旋转数相对应的电梯箱101的运行距离，由运行距离计算装置114计算的电梯箱101的运行距离被传输到层距离存储装置111、层距离校正装置112和第二速度指令产生装置108b。
如图1所示，当安装在电梯箱101顶部的位置检测器103，由安装在每一层的预定位置遮挡板104操作，作用在升降通道的壁上时，输出一开或关的信号到层距离校正装置112和运行距离计算装置114。
指定层确定装置117和安装在每一层的厅的厅呼叫按钮(未示出)或安装在电梯箱101内的指定层选择按钮(未示出)连接，确定由呆在电梯箱101中或是在大厅里的使用者所选择的层，并向要运行的距离计算装置113传输一确定的指定层识别信号。另外，要运行的距离计算装置113的输入和层距离存储装置111的输出相连接。当收到来自指定层确定装置117的指定层识别信号时，要运行的距离计算装置113从层距离存储装置111读出从基准层，例如第一层到指定层的脉冲数，到旋转编码器107中，这就是每一层的距离数值和从层距离存储装置111读出的当前层的由位置检测器103输出的当前层的识别信号所指明的当前层的距离数据，这样从以下公式计算出要运行的距离。
要运行的距离(D)＝|指定层的距离-当前层的距离|
即，要运行的距离值(D)可以通过从基准层到指定层的距离减去基准层到当前层的距离取绝对值而得到。另外，得到的距离值被传输到第一速度指令产生装置108a。
层距离存储装置111和层距离校正装置112及运行距离计算装置114相连接。因此，当收到在电梯箱101上的位置检测器103的开或关的信号时，层距离存储装置111存储利用从运行距离计算装置114所输出的运行距离数据的每一层的距离。换言之，当最初为了计算测试电梯时，层距离存储装置111收到和存储从基准层向上或向下操作电梯到最高和最低层时的来自运行距离计算装置114的每一层的距离。
如图1所示，当电梯向上或向下移动电梯箱101和平衡块102时，它们通过绳子和旋转滑轮105相互连接，与电动机106连接的旋转滑轮105卷绕或放松绳子。但是，当绳子和滑轮105之间产生滑动时，电梯箱101的实际位置和通过计数旋转编码器107的脉冲信号所得到的计算位置可能不同，该差值被称为同步误差。这一误差导致指定层的停泊水平和电梯箱101的箱底水平的高度差，且如果高度差超过一定的极限，就会使乘客在指定层停泊走出时非常危险。因此，为了消除高度差超过一定极限，无论位置检测器103什么时候工作时，层距离校正装置112在到要运行的距离计算装置113的要运行的距离上增加从基准层到起动层的距离，然后将新计算的相应层的层距离数据存储到层距离存储装置111中。
另外，第一速度指令产生装置108a，和要运行的距离计算装置113的输出相连接，接收来自要运行的距离计算装置113的要到达指定层的距离的数据。根据从要运行的距离计算装置113收到的数据，第一速度指令产生装置108a根据时间计算速度分布，如图4所示，并继续输出一个对应于所计算速度分布的速度指令信号，到一个信号开关装置118和一减速起始点确定装置116。
另外，在减速起始点，即如图4所示的减速起始点，减速起始点确定装置116根据第一速度指令产生装置108a输出的第一速度指令信号确定减速起始点。换言之，减速起始点确定装置116比较当前收到的速度指令信号值和已预先收到的速度指令信号值，并确定当已预先收到的速度指令信号值大于当前收到的速度指令信号值时的时间点作为减速起始点，并输出指示该减速起始点的信号到第二速度指令产生装置108b，该装置在减速起始点后，由每一预先确定的时间计算一新的和预先已设定和存储的相应电梯箱指令位置的速度指令值，并输出一个与所计算的速度指令值有关的第二速度指令信号。参见图3和图4，根据本发明的优选实施例，详细描述第二速度指令产生装置108b的构造和计算。
如果速度指令输出信号是由第二速度指令产生装置108b提供的话，则与第一及第二速度指令产生装置108a和108b的输出端相连接的信号开关装置118，转换电动机控制器109所输出的速度指令信号到第二速度指令产生装置108b的速度指令输出信号。如果第二速度指令产生装置108b没有提供速度指令输出信号，信号开关装置118向电动机控制器109输出一个第一速度指令产生装置108a的速度指令信号。
这里，必须注意与图1的电动机控制器109有同样的结构的电动机控制器109从第一108a或第二108b速度指令产生装置向转换器110输出一个对应于通过信号开关装置118所提供的速度指令输出信号的控制输出信号。
图3中，一参考位置存储装置1081存储电梯箱101从减速起始点后已经运行的距离值，如图4所示，它是关于电梯箱101的当前位置的参考位置A、B、C和D的值，其中A＜B＜C＜D，且参考位置A表示电梯箱101在减速起始点的位置。这里，假设减速起始点的时间为零，参考位置A的值即为零。
如图4所示，参考位置B的值是电梯箱101在减速起始点后的指令位置值，对应于加速度分布从零减小并具有负的斜率的线性函数波形区域的结束点。参考位置C的值是电梯箱101在减速起始点后的一个指令位置值，对应于分布恒定地保持一个负的值的区域的结束点。另外，同样如图4所示，参考位置D的值是电梯箱101在减速起始点后的一个指令位置值，与线性函数波形区域的结束点对应，该波形分布是从恒定的负值增加，并具有正的斜率。
考虑电梯箱101在减速起始点前的位置，即从起始层到减速起始点的距离，参考位置A可以是已经从运行距离计算装置114读出的起始层到减速起始点的距离。同样，参考位置B、C和D的值可以分别通过在减速起始点后的运行距离上增加起始层到减速起始点的距离被使用。
一位置区域确定装置1080响应一减速起始点确定装置116的减速起始点确定输出信号，这样从时钟计时器1082收到一减速起始点后的时间计数值并读出一和时间计数值相对应的每一时间存储装置1090中的指令位置值中存储的指令位置值，分别比较已从参考位置存储装置1081中读出的四个参考位置及其大小，这样便确定了包含当前指令位置的位置区域。
即，如图4所示，如果一个电梯箱101的位置应该现在定位，即当前指令位置大于参考位置A的值并等于或小于参考位置B的值，便确定当前指令位置属于pf_段5的一个区域。如果当前指令位置大于参考位置B的值并等于或小于参考位置C的值，便确定当前指令位置属于pf_段6的区域，且如果当前指令位置大于参考位置C的值并等于或小于参考位置D的值，便确定当前指令位置属于pf_段7的区域。这里，要说明的是除了以上的条件外，当前指令位置被确定在要放在超出减速区域，这样就完成了第二速度指令值的计算。另外，时钟计时器1082由从减速起始点确定装置116输出的减速起始点确定输出信号被复位，且计数并输出减速起始点之后的过去的时间。
另外，一减速起始点加速度、速度和位置计算装置1083和图2的减速起始点确定装置116、第一速度指令产生装置108a和运行距离计算装置114相连接。因此，当收到来自减速起始点确定装置116的指明减速起始点的输出信号时，减速起始点加速度、速度和位置计算装置1083同时收到来自第一速度指令产生装置108a的速度指令信号，由此确定由速度指令信号指明的速度值为减速起始点的速度值V0，确定减速起始点的加速度为减速起始点的加速度值A0，减速起始点是根据与减速起始点以前的速度和速度值V0的差值有关的消逝时间计算变化速率而得到的，并从运行距离计算装置114所输出的运行距离获得一减速起始点的位置P0。
相对应图4所示的减速区域的电梯箱的加速度、速度和位置，即pf_…段5、pf_段6和pf_段7相应的区域可以通过以下公式表示。
a5(t)＝-Jt+A0…………(1)
a6(t)＝-Jt1+A0…………(2)
a7(t)＝-Jt1+A0+Jt…………………(3)
其中，t是减速起始点后的一个预先确定的时间，t1是图4中的恒定地保持负值的加速度分布区域的起始点，J是加速度显示为预定时间t的线性函数的区域的斜率，A0为减速起始点的加速度值，a5(t)是pf_段5区域的加速度值，a6(t)是pf_段6区域的加速度值和a7(t)是pf_段7区域的加速度值。
参见图4，将更详细地描述以上公式1到3。
即，由于速度区域为减速区域，在pf_段5的区域内，加速度分布以时间t的线性函数表示，它以负的斜率J减小，且由于起始点为减速起始点，减速起始点的加速度值A0被加到pf_段5的区域的加速度分布上。另外，在pf_段6的区域内，在时间t1加速度分布恒定地保持该加速度值，它对应于其起始点，且由于时间t1和pf_段5的区域的终点相对应，它可以由时间t1代替公式(1)中的t来表示。另外，在pf_段7的区域内，加速度分布在时间t上有线性函数，它按正的斜率J逐渐增加。同样，由于pf_段7的区域内的加速度分布的起始点是pf段6的区域的终点，可以给-Jt1+A0增加Jt。
之后，pf_段5、pf_段6和pf_段7区域的速度值V5(t)、V6(t)和V7(t)可以相应地用以下公式表示。
V5(t)＝-1/2Jt2+A0t+V0………(4)
V6(t)＝-Jt1t+A0t-1/2Jt1 2+A0t1+V0………(5)
V7(t)＝-Jt1t+A0t+1/2Jt2-Jt1t2+A0t2-1/2Jt1 2+A0t1+V0………(6)
特别是，由于V5(t)的初始的速度值是减速起始点的值V0，通过求pf_段5的区域a5(t)关于时间t的积分而得到V5(t)＝-1/2Jt2+A0t+V0。另外，由于V6(t)的初始速度值等同于在时间t1时的速度V5(t)，如图4所示，可通过求pf_段6的区域a6(t)关于时间t的积分而得到V6(t)＝-Jt1t+A0t-1/2Jt1 2+A0t1+V0。最后，由于V7(t)的初始速度值等同于在时间t2时的速度V6(t)，如图4所示，可通过求pf_段7的区域a7(t)关于时间t的积分而得到V7(t)＝-Jt1t+A0t+1/2Jt2-Jt1t2+A0t2-1/2Jt1 2+A0t1+V0。
之后，pf_段5、pf_段6和pf_段7的区域的位置值P5(t)、P6(t)和P7(t)，可相应地通过以下公式表示。
P5(t)＝-1/6Jt3+1/2A0t2+V0t+P0………(7)
P6(t)＝-1/2Jt1t2+1/2A0t2-1/2Jt1 2t+A0t1t+V0t-1/6Jt1 3+1/2A0t1 2+V0t1+P0………(8)
P7(t)＝-1/2Jt1t2+1/2A0t2+1/6Jt3-Jt1t2+A0t2t-1/2Jt1 2t+A0t1t+V0t-1/2Jt1t2 2+1/2A0t2 2-1/2Jt1 2t2+A0t1t2+V0t2-1/6Jt1 3+1/2A0t1 2+V0t1+P0………(9)
特别是，由于P5(t)的最初位置是减速起始点的位置P0，可通过求pf_段5的区域的V5(t)关于时间t的积分而得到P5(t)＝-1/6Jt3+1/2A0t2+V0t+P0。另外，由于P6(t)的初始位置等同于时间t1上的位置P5(t)，如图4所示，可通过求pf_段6的区域的V6(t)关于时间t1的积分而得到P6(t)＝-1/2Jt1t2+1/2A0t2-1/2Jt1 2t+A0t1t+V0t-1/6Jt1 3+1/2A0t1 2+V0t+P0，由于P7(t)的最初位置等同于时间t2上的位置P6(t)，如图4所示，能够通过求pf_段7的区域的V7(t)关于时间t的积分得到P7(t)＝-1/2Jt1t2+1/2A0t2+1/6Jt3-Jt1t2+A0t2t-1/2Jt1 2t+A0t1t+V0t-1/2Jt1t2 2+1/2A0t2 2-1/2Jt1 2t2+A0t1t2+V0t2-1/6Jt1 3+1/2A0t1 2+V0t1+P0。
当t1、t2存储装置1085存储t1、t2时，它们在减速区域上是相应的恒定加速度的起点和终点。这里，恒定加速度的起点是加速度减小的区域的终点且该终点是加速度增加的区域。每一时间存储装置1090的指令位置值是由预定时间存储的一减速起始点后的电梯箱的位置指令值的一个存储装置，这里由每一时间存储的电梯箱101的指令位置是和时间流失相对应的电梯箱101应该运行的距离的值，即电梯箱101的指令位置值是预先被设定和储存的。根据本发明，加速度斜率计算公式存储装置1087储存公式(9)，但是公式(7)和(8)也可能被存储在加速度斜率计算公式存储装置1087中。
另外，加速度斜率计算装置1086由每一时间存储装置1090从指令位置值中读出指令位置，从t1、t2存储装置1085中读出t1、t2，从减速起始点的加速度、速度和位置计算装置1083中读出减速起始点的A0、V0和P0且从加速度斜率计算公式存储装置1087中读取加速度斜率计算公式，并通运用t1代替t和公式(9)得到的值，得到加速度斜率J的等式的一个解来获得加速度斜率J的值。因此，这一公式可以是P7(t1)＝-Jt3+2A0t1 2+2A0t1t2-3/2Jt1 2t2-1/2Jt1t2 2+1/2A0t2 2+2V0t1+V0t2+P0。
另外，由每一位置区域存储装置1089存储的速度计算公式(4)-(6)，即由每一位置区域的速度计算公式，和其输出与第二速度指令产生装置1088相连，这一装置由每一位置区域存储装置1089从速度计算公式读出公式(4)-(6)中的一个公式，即对应于从位置区域确定装置1080输出的位置区域的速度计算公式并代替由时钟计数器1082提供的时间t的已经读出的值的位置区域速度计算公式，由加速度斜率计算装置1086提供的加速度斜率J，减速起始点的加速度、速度和位置计算装置1083提供的A0和V0，和由t1、t2存储装置1085提供的t1、t2，由此得到一当前位置的速度指令值。因此，第二速度指令产生装置1088根据信号开关装置118的位置区域输出该电梯箱的当前位置速度指令值。
参见图5和图6，将解释根据本发明的电梯的位置控制方法。
特别是，图5是根据本发明的电梯位置控制方法的流程图。在步骤S1，当乘客按下通常安装在每一层的墙上的其中一个层呼叫按钮或安装在电梯箱101内的指定层选择按钮时产生了箱呼叫或厅呼叫，图2的指定层确定装置117输出一识别厅呼叫产生的层的信号或一识别对于厅呼叫的指定层的信号。
在步骤S2，当收到从限位开关(未示出)输出的信号和从制动装置(未示出)提供的制动开启信号时，它们与操作控制器108相连接作为一门关闭确定装置，操作控制器108确定可能开始操作电梯箱。这里，注意到本发明的位置控制装置，如图2所示，包含在图1的操作控制器108中。步骤S3是直到操作控制器108确定可能允许电梯箱101操作的一个等待状态。
接着，步骤S4是用来计算到厅呼叫产生层或到电梯箱乘客的指定层的距离，其中当收到指定层确定装置117的指定层识别信号时，要运行距离计算装置113读出存储在层距离存储装置111中的指定层距离数据，也从层距离存储装置111中读出由位置检测器103提供的关于当前层的识别信号所指明的当前层的距离数据，由此计算出要运行的距离。
步骤S5是用来向信号开关装置118传输由第一速度指令产生装置108a提供的速度指令信号，其中第一速度指令产生装置108a根据速度分布的具有加速度区域、恒定的速度区域和减速区域的第一速度分布计算速度值，如图4所示，并输出一个计算结果作为第一速度指令信号。
接下来，在步骤S6和S7，当电梯箱101经过从起始层到指定层间的层收到从位置检测器103输出的开或关信号时，层距离校正装置112比较根据由运行距离计算装置114计算的运行距离已经计算的对应层的距离和由层距离存储装置111存储的每一层的距离。结果，如果比较值之间有差别，程序执行下一步骤S8，这样层距离校正装置112存储新的计算结果到层距离存储装置111中作为相应层的位置值，而如果比较值之间没有差别，根据步骤S5完成计算。
步骤S9是用来确定减速是否开始。当在步骤S9减速起始点到达时，减速起始点确定装置116根据第一速度指令产生装置108a输出的减速起始点指明信号确定减速起始点。换言之，减速起始点确定装置116比较预先收到的速度指令信号值和当前收到的速度指令信号值。这里，减速起始点确定装置116确定当预先收到的速度指令信号值大于当前收到的速度指令信号值的点为减速起始点，并输出一指明减速起始点的信号到第二速度指令产生装置108b。如果确定电梯箱的减速还没有开始，根据本发明的电梯位置控制方法按照步骤S5执行。
另外，在步骤S10，当确定减速在步骤S9开始时，根据本发明的第二速度指令计算装置和其计算方法计算和输出第二速度指令值。后面将参见图6对步骤S10作更详细的描述。
步骤S11是用来确定第二速度指令产生装置108b是否有第二速度指令信号输出，其中，当第二速度指令输出信号是由第二速度指令产生装置108b提供时，程序执行接下来的步骤S12，信号开关装置118接通从电动机控制器119输出的速度指令信号到第二速度指令产生装置108b所输出的速度指令输出信号上。但是，如果第二速度指令产生装置108b没有速度指令输出信号输出，程序返回到步骤S5，且因此信号开关装置118输出第一速度指令产生装置108a所提供的第一速度指令信号到电动机控制器109。
现在，将参见图6的流程更详细描述步骤S10。
在步骤S10，确定了包含电梯箱101当前时间点的位置区域，其中当收到从时钟计时器1082的时间计数输出信号时，位置区域确定装置1080从由每一时间存储装置1090的指令位置值中读取相应时间的位置指令值并将该位置指令值和参考位置A、B、C和D的每一个及从参考位置存储装置1081中读取的其大小进行比较，这样确定了包含当前指令位置的位置区域。特别是，如果电梯箱101当前应当被定位的位置，即指令位置等于或小于参考位置值A，确定当前指令位置属于pf_段4的区域。如果当前指令位置大于参考位置值A并等于或小于参考位置值B，确定当前指令位置属于pf_段5的区域。如果当前指令位置大于参考位置值B并等于或小于参考位置值C，确定当前指令位置属于pf_段6的区域，而如果当前指令位置大于参考位置值C等于或小于参考位置值D，确定当前指令位置属于pf_段7的区域。这里，需要说明的是除以上条件外，确定当前指令位置不属于减速区域，这样完成了第二速度指令值的计算。
另外，步骤S12用来计算电梯箱101的加速度、速度和位置，其中减速起始点的加速度、速度和位置计算装置1083在减速起始点收到来自第一速度指令产生装置108a的速度指令信号，因此确定由速度指令信号指明的速度值为减速起始点的速度值V0，确定减速起始点的加速度为减速起始点的加速度值A0，它根据过去的时间通过计算关于减速起始点以前的速度值和速度值V0的差值的变化率，和从运行距离计算装置114输出的运行距离得到减速起始点的位置P0而得到。
另外，下一步S103是用来计算和电梯箱101的当前位置对应的加速度斜率J的值，其中加速度斜率计算装置1086从由每一时间存储装置1090的指令位置值中读取指令位置，从t1、t2时间存储装置1085中读取t1、t2，从减速起始点的加速度、速度和位置计算装置1083中读取减速起始点的A0、V0和P0和从加速度斜率计算公式存储装置1087中读取加速度斜率计算公式，并因此通过由t1代替t和公式(9)得到的值，得到的加速度斜率J的等式的解得到加速度的斜率值J。
这样，通过下式的斜率值J公式来求解。
P7(t1)＝-Jt1 3+2A0t1 2+2A0t1t2-3/2Jt1 2t2-1/2Jt1t2 2+1/2A0t2 2+2V0t1+V0t2+P0。
接下来，步骤S104确定了从减速起始点到当前时间所过去的时间t，这里时间t由来自时钟计数器1082提供的时间计数输出信号确定。
最后，步骤S105是用来计算与时间t及位置区域相对应的速度指令值，并向信号开关装置118输出最后的计算值作为第二速度指令信号的步骤。特别是，在步骤105，第二速度指令产生装置1088读出每一位置区域存储装置1089的速度计算公式中的公式(4)-(6)中的一个公式，即对应于从位置区域确定装置1080输出的位置区域的速度计算公式并代替位置区域速度计算公式，这一计算公式已经读取了从时钟计时器1082提供的时间t值，读取了从加速度斜率计算装置1086中所提供的加速度斜率J，从减速起始点的加速度、速度和位置计算装置1083中读取A0、V0并从时间t1、t2的存储装置1085中读取时间t1、t2，由此得到当前位置的速度指令值。因此，第二速度指令产生装置1088根据位置区域向信号开关装置118输出当前的速度指令值作为第二速度指令信号。
如上所述，根据本发明的电梯的位置控制装置和方法消除了减速区域同步位置的误差的产生，由此准确地控制电梯箱以使指定层的停泊平面和电梯箱的底面相同。
另外，根据本发明的电梯的位置控制装置和方法，没有必要根据电动机、乘客的容量、速率和机构的种类调整位置控制所需要的增益，也没有要求建立同步位置误差的数据库。另外，本发明的电梯位置控制装置和方法不需要大容量的存储和复杂数据修订的程序来完成。
本领域技术人员很明显地根据本发明对电梯位置控制装置和方法进行各种改变和变化也不会超出本发明的精神和范围。这样，本发明包括那些在本发明的权利要求和等同物的范围的各种改变和变化。

Claims (7)

1.一种控制电梯箱位置的电梯位置控制装置，它由电动机的力矩驱动并沿建筑物中的升降滑道移动，包括：
一用来输出对应于电动机旋转的脉冲信号的编码器；
一位于电梯箱顶部的用来检测电梯箱到达每一层的预定的位置并输出每一层的层数识别信号的位置检测器；
一用来计算和输出与编码器所提供的脉冲信号相一致的电梯箱所运行的距离的运行距离计算装置；
一用来输出识别电梯运行的指定层的信号的指定层确定装置；
一用来根据运行距离计算装置的输出，存储从预定的底层到相应的每一层的距离数据的层距离存储装置；
一要运行的距离的计算装置，响应指定层确定装置所输出的指定层识别信号，根据由层距离存储装置所提供的距离数据和从层距离存储装置输出的当前层的距离数据，计算和输出当前层到指定层的要运行的距离，由位置检测器提供的当前层识别信号加以指明；
第一速度指令产生装置，对应于要运行的距离的计算装置提供的要运行距离输出，用来产生和输出一沿包括加速度区域、恒速区域和减速区域的速度分布的第一速度指令信号；
一个层距离校正装置，一旦收到位置检测装置的层识别信号，便根据由运行距离计算装置提供的已运行距离计算每一层距离，将每一层的计算距离值和由层距离存储装置提供的对应的层的距离数值进行比较，如果比较的距离值之间有差别的话，则在层距离存储装置中存储新的计算距离作为对应层的距离数据；
一减速的起始点确定装置，用来根据从第一速度指令产生装置输出的第一速度指令信号，确定和输出一减速的起始点；
一第二速度指令产生装置，对应于从减速起始点开始由每一预定的过去的时间已存储的电梯箱的指令位置，如果从减速起始点确定装置有一输出，则计算该减速区域的第二速度指令值并且输出这一结果值作为第二速度指令信号；
一信号开关装置，如果从第二速度指令产生装置输出了第二速度指令信号则用来输出第二速度指令信号，和如果没有第二速度指令信号输出时，则输出从第一速度指令产生装置所提供的第一速度指令信号；和
一个用来输出与信号开关装置的输出相对应的电动机控制信号的电动机控制器。
2.如权利要求1所述的电梯位置控制装置，其中该第二速度指令产生装置包括：
一时钟计时器，由减速起始点确定装置的输出被复位，用来计算和输出在减速起始点后的时间；
一用来存储多个在减速区域的参考位置的参考位置存储装置；
一用来存储在减速区域的每次的电梯箱的指令位置值的指令位置存储装置；
一位置区域确定装置，用来在收到时钟计时器输出的时间计数时比较从指令位置存储装置输出的指令位置和参考位置存储装置的参考位置，指令位置和时间计数值相对应，因此确定和输出一包含电梯箱的指令位置的位置区域；
一减速起始点加速度、速度和位置计算装置，用来计算和输出与已运行的距离计算装置输出的信号和第一速度指令信号一致的在减速起始点的电梯箱的加速度、速度和位置；
一加速度斜率计算装置，用来计算和输出一包括有一负的斜率时减小的线性函数分布、一恒定地保持负斜率的分布和当在减速区域有正的斜率时增加的分布的加速度分布的斜率，该正斜率和负斜率的绝对值相同；
加速度斜率计算公式存储装置，用来为加速度斜率计算装置提供一个加速度斜率计算公式；
一用来存储和输出相对应地作为第一时间和第二时间的一加速度分布的具有负斜率的分布的结束点的时间和其具有正斜率的分布的起始点的时间的存储装置；
一速度计算公式存储装置，用来存储每一位置区域的多个速度计算公式；和
一第二速度指令值发生器，用速度计算公式存储装置所提供的对应位置区域的速度计算公式，根据位置区域确定装置输出的位置区域、时钟计时器的时间、由加速度斜率计算装置提供的加速度斜率、减速起始点的加速度、速度和位置计算装置提供的电梯箱在减速起始点的加速度、速度和位置，计算对应于电梯箱的当前位置的速度指令值，并作为第二速度指令信号输出该结果值。
3.如权利要求2所述的电梯位置控制装置，其中参考位置分别对应于具有加速度分布的负的斜率的分布的起始点和终点和具有其正的斜率的分布的起始点和终点，且位置区域被分成一个继续与加速度分布的起始点和终点间的区域对应的第一位置区域，该加速度分布有一个负的斜率且从零的加速度值处减少，一个继续与加速度分布的起始点和终点间的区域对应的第二位置区域，该加速度分布保持一个恒定的负值，和一个继续与加速度分布的起始点和终点间的区域对应的第三位置区域，该加速度分布有一个正的斜率且从第二位置区域的恒定的负值处增加。
4.如权利要求2或3所述的电梯位置控制装置，其中加速度斜率计算公式为：
P7(t1)＝-Jt1 3+2A0t1 2+2A0t1t2-3/2Jt1 2t2-1/2Jt1t2 2+1/2A0t2 2+2V0t1+V0t2+P0其中，P7(t1)是在时间t1处的电梯箱的位置，它属于第三位置区域，p7(t1)是通过把由减速起始点的加速度、速度和位置计算装置所计算的减速起始点的位置增加到从指令位置存储装置输出的时间t1的指令位置值而获得的一个值，而J是对应于第一位置区域和第二位置区域的加速度斜率，t是时间，t1、t2是分别对应于第二位置区域的起始点和终点的时间，A0、V0和P0分别是减速起始点处的加速度、速度和位置。
5.如权利要求2或3所述的电梯位置控制装置，其中每个位置区域的速度计算公式为：
V5(t)＝-1/2Jt2+A0t+V0
V6(t)＝-Jt1t+A0t-1/2Jt1 2+A0t1+V0和
V7(t)＝-Jt1t+A0t+1/2Jt2-Jt1t2+A0t2-1/2Jt1 2+A0t1+V0其中，V5(t)、V6(t)和V7(t)是在对应于第一位置区域，第二位置区域和第三位置区域的时间t处的速度值，而J是对应于第一位置区域和第二位置区域的加速度斜率，t是时间，t1、t2是分别对应于第二位置区域的起始点和终点的时间，以及A0和V0分别是减速起始点处的加速度和速度。
6.一种电梯系统，包括：
多个厅呼叫按钮，用于提供指明建筑物中的每一楼层的停泊层处的乘客的电梯箱呼叫的信号；
一个沿升降滑道移动并提供有指定层选择按钮的电梯箱；
一个平衡块；
一根一端与电梯箱固定而另一端与平衡块固定的绳子；
一个通过卷绕或放松绳子来移动电梯箱的滑轮；
一个与滑轮相连用以转动滑轮的交流电动机；
一个提供响应电动机的转动的脉冲信号的编码器；
一个安装在电梯箱顶面的用来检测电梯到达每一层的预先确定的位置并输出每一层的层识别信号的位置检测器；
一个位于升降滑道的每一层的预定位置的遮挡板，用来操作位置检测器；
一个运行距离计算装置，用于根据编码器的脉冲信号计算和输出电梯已运行的距离；
一个指定层确定装置，用来输出识别到电梯运行的指定层的对应于从厅呼叫按钮来的厅呼叫或从指定层选择按钮的电梯箱呼叫的信号；
一用来根据运行距离计算装置的输出存储从预定的底层到相应的每一层的距离数据的层距离存储装置；
一要运行的距离的计算装置，响应指定层确定装置所输出的指定层识别信号，根据由层距离存储装置所提供的距离数据和从层距离存储装置输出的当前层的距离数据，计算和输出当前层到指定层的要运行的距离，由位置检测器提供的当前层识别信号加以指明；
第一速度指令产生装置，用来产生和输出一沿包括加速度区域、恒速区域和减速区域的速度分布的第一速度指令信号，和要运行的距离的计算装置输出的要运行距离相对应。
一个层距离校正装置，一旦收到位置检测装置的层识别信号，便根据由运行距离计算装置提供的已运行距离计算每一层距离，比较每一层的计算距离值和由层距离存储装置提供的对应的层的距离数值，如果比较的距离值之间有差别的话，则在层距离存储装置中存储新的计算距离作为对应层的距离数据；
一减速起始点确定装置，用来根据从第一速度指令产生器输出的第一速度指令信号，确定和输出一减速的起始点；
一第二速度指令产生装置，对应于从减速起始点开始由每一预定的过去的时间已存储的电梯箱的指令位置，如果从减速起始点确定装置有一输出，则计算该减速区域的第二速度指令值并且输出这一结果值作为第二速度指令信号；
一信号开关装置，如果从第二速度指令产生装置输出了第二速度指令信号，则用来输出第二速度指令信号，和如果没有第二速度指令信号输出时，则输出从第一速度指令产生装置提供的第一速度指令信号；和
一个用来输出与信号开关装置的输出相对应的电动机控制信号的电动机控制器。
7.一种通过产生沿速度分布的第一速度指令信号来控制电梯箱的位置的方法，所述速度分布有一个对应于与过去的时间一致的增速阶段的线性函数分布的加速度分布区域、一个保持加速度分布区域结束点的速度值的匀速分布区域和一个减速分布区域，其中根据过去的时间速度从匀速分布区域的恒定速度值减速到零，该电梯位置控制方法，包括：
确定减速分布区域的减速起始点；
预先存储一对应于减速起始点后的过去的时间的指令位置；
将指令位置分成多个位置区域；
由每一位置区域建立不同地速度指令的计算公式；
确定位置区域到属于当前时间的指令位置处；
根据利用对应于当前时间的所确定位置区域的计算公式的时间计算第二速度指令值；和
根据减速起始点后的第二速度指令值控制一电梯箱的位置。
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