CN1084707C - 电梯速度控制电路 - Google Patents
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Abstract
为了控制电梯的振动,同时控制具有谐振频率的过快电梯的速度。在电梯速度控制电路中,其具有速度放大器(3)用以通过PI计算速度指令ω*与电机速度ωM之间的偏差,提供一轿厢速度反馈电路,其可用放大器(12)放大速度指令ω*与轿厢速度ωcar之间的差,通过使其通过带通滤波器(14)而去除轿厢的振动部分,并使用相位[校正]滤波器(16)将这些振动部分变为最佳相位,并且将其反馈。另外,提供负载转矩观测仪(21),其可通过电路((2)-(19))的信号和电机速度ωM放大信号估算负载转矩,以改善电梯速度控制中的速度反馈特性和外部扰动的抑制效果。
Description
本发明涉及一种电梯速度控制电路,其可抑制多惯性系统即摩天楼电梯的速度控制中的振动,其中若干类型的惯性与弹性系统组合,并且其具有若干谐振频率。
若干驱动方法适用于电梯,在图20中示出了使用配重平衡地形成电梯系统的构成。也就是说,轿厢(106)和配重(107)两者是安装在由电机(102)驱动的施加在驱动绞轮(103)上的电梯缆绳(105)上。电机速度是通过脉冲传感器(PP1)检测的,并且轿厢(106)的速度是通过在调速器部分(111)上的脉冲传感器(PP2)检测的。控制器(101)控制电机(102)。
在图20中,轿厢的速度是通过改变调速器部分(111)的运动来检测的,也就是说,改变调速器缆绳(112)的运动,使其通过使用滑轮(112)的轿厢(106)而开始转动。还可以采用其它方法来检测,如图21所示,可以通过在轿厢上安装速度检测盘(109)来检测,其中检测盘与导轨(110)相接,并且通过轿厢的运动而转动。再有,在轿厢上可以安装加速表,并且可以使用其整数值。
就过去的低层电梯来说,不会出现电梯缆绳的振动,并且整个电梯只考虑单一惯性。因此,整个电梯的惯性总和可转变为电机转轴以设计速度控制系统。再有,由于没有振动,速度控制借助于简单的速度回路即I-控制就足以实现了。
然而,对于用于摩天楼的平衡型电梯来说,就不能忽视缆绳的振动。配重的结果也将成为扰动的原因。因此,在轿厢上会产生不适宜的振动。
图20的电梯系统模拟了五惯性系统。然而,在这里,为简化起见,将其近似为三惯性系统。在图22中示出了模型。
这里,电机和轿厢,以及电机和配重是与弹性系统相结合的,其实际上是电梯缆绳。该模型的特性在于,惯性存在于模型的两端上,并且当轿厢的速度或位置使用模型来控制时,振动也会出现在配重侧上,这将会破坏轿厢速度的控制。
在图22所示模型中,弹性系统的弹性常数依照轿厢的位置而改变,并且产生下列两种类型的振动:
1)同相形式下,其中振动出现在(电机+轿厢)与CWT之间;
2)异相形式下,其中振动出现在(电机+CWT)与轿厢之间。
当轿厢处于上部时,轿厢与电机之间的缆绳将不振动,因此1)的同相形式将是主要振动。当轿厢处于下部时,CWT与电机之间的缆绳将不振动,因此2)的异相形式将是主要振动。
已经提出了各种方法来消除这种振动。作为振动抑制信号,可以考虑轿厢速度和轿厢加速度。通常,轿厢的速度可以以下列两种方法中的一种进行检测:可以在位于建筑物上部的机械室中使用金属带,调速器缆绳等进行检测;或在轿厢附近使用接触辊等来进行检测。然而,如果建筑物很高的话,就会出现问题。在第一种方法中,不能忽视轿厢与机械室之间的带或缆绳的作用。振动或传播的延迟将会出现。在后一种方法中,由于电梯速度将会加快,滑动问题将会出现。
另一方面,如果使用轿厢加速度的话,由于在轿厢上安装有加速度检测器,所以将不会出现上述问题,并因此可以测量轿厢的状态,而不管电梯的安装状态。然而,如果使用轿厢加速度的直接反馈的话,由于轿厢和导轨等之间的检测噪声和振动噪声,不可能获得足够大的反馈增益。再有,就加速度检测器的频率特性来说,在低频下的检测精度会较低,因此,也会存在漂移的问题。
本发明就是考虑到过去存在的问题而作出的。其目的就是关于一种速度控制电路,以用于多惯性系统如电梯,其能够控制速度而不使多惯性系统振动,其中若干类型的惯性由弹性系统与电机相连,并且其具有若干谐振频率。
本发明在控制速度的同时抑制振动:一种电梯速度控制电路,用于带有可在提升间移动轿厢的电梯;一个配重,它穿过靠电机驱动的绞轮的缆绳连接到轿厢,用于检测所述电机速度并提供表示其速度信号的装置,用于检测所述轿厢的移动并提供表示其移动信号的装置,用于提供移动指令信号的控制器,包括:
一种比例积分移动放大器,响应于由所述移动指令信号表示的移动和由所述电机移动信号表示的真正电机移动两者之间的偏差,从而提供一个表示该电机所需转矩的转矩指示信号,
其特征在于,包括:
偏差装置,响应于所述移动指令信号和所述轿厢移动信号,以提供一个响应于它们之间的差值的偏差信号,该差值包括轿厢振动部分;
一个带通滤波器,响应于所述偏差信号并具有与所述轿厢振动部分频率有关的通带;
反馈装置,响应于所述带通滤波器的输出,以将与所述轿厢振动部分有关的信号加到所述转矩指示信号,从而对所述电机提供转矩指令信号。
对于该控制电路,最好提供小型负载转矩观测仪,简易负载转矩观测仪或整体型的观测仪,其可基于输出信号和电机速度来估算负载转矩。
在负载转矩观测仪之后,最好提供补偿滤波器,其可抑制负载转矩估算中大的变化。
最好为轿厢速度信号电路提供补偿电路,其可补偿轿厢检测的延迟。轿厢速度反馈电路的增益,或带通滤波器和相位滤波器的所述增益,最好随轿厢位置而改变。
轿厢加速度反馈电路的增益,或带通滤波器的所述增益和频带,最好随轿厢位置而改变。
速度放大器,或观测仪放大器的所述增益,最好随电机速度而改变。
在下面说明中使用的控制参数的确定如下:
ω*:速度指令值
ωM:电机速度检测值
ωcar:轿厢速度检测值
α*:加速度指令
αcar:轿厢加速度检测值
τM:电机转矩指令
Hcar:轿厢位置(高度)检测值
KV:速度放大增益
Tm1*:电梯模型(1-惯性变换值单元[sec])
K1:负载转矩观测仪增益
T1:负载转矩观测仪整指数特定数
Kd:轿厢速度范围返回[sic;反馈]增益
附图的简要描述:
图1是表示使用轿厢速度反馈系统的电梯速度控制电路一实例的方框图;
图2是表示使用轿厢加速度反馈系统的电梯速度控制电路一实例的方框图;
图3是表示电梯速度控制电路一实例的方框图,其中使用了小型观测仪;
图4是表示同样速度控制电路的另一实例的方框图;
图5是表示电梯速度控制电路一实例的方框图,其中使用了改进的负载转矩观测仪;
图6是表示同样速度控制电路的另一实例的方框图;
图7是表示电梯速度控制电路一实例的方框图,其中使用了整套观测仪;
图8是表示同样速度控制电路的另一实例的方框图;
图9是表示电梯速度控制电路一实例的方框图,其可补偿观测仪的增益;
图10是表示同样速度控制电路的另一实例的方框图;
图11是表示电梯速度控制电路一实例的方框图,其提供了检测延迟补偿;
图12是表示同样速度控制电路的另一实例的方框图;
图13是表示电梯速度控制电路一实例的方框图,其中轿厢速度检测反馈增益是可变的;
图14是表示同样速度控制电路的另一实例的方框图;
图15是表示同样速度控制电路的另一实例的方框图;
图16是表示同样速度控制电路的另一实例的方框图;
图17是表示电梯速度控制电路一实例的方框图,其中轿厢加速度反馈增益是可变的;
图18是表示同样速度控制电路的另一实例的方框图;
图19是表示电梯速度控制电路一实例的方框图,其中速度放大器增益、观测仪增益和振动抑制增益均是可变的;
图20是平衡型电梯的结构示意图;
图21说明了在轿厢部分上检测轿厢速度情况下的速度检测方法;
图22是电梯三惯性模型的示意图。
标号说明
1 由转矩指令控制的电梯系统
3,4 速度放大器
12,13 轿厢速度或轿厢加速度反馈系统的速度或
加速度放大器
14,141,142,15 带通滤波器
16,161,162,17 相位补偿滤波器
21,31,32 负载转矩观测仪
23,33 用于观测仪的电梯模型
25,35,36 用于观测仪的放大器
51 用以补偿观测仪增益的补偿滤波器
61,62 轿厢速度检测延迟补偿电路
ω* 速度指令值
ωM 电机速度检测值
ωcar 轿厢速度检测值
α* 加速度指令值
αcar 轿厢加速度检测值
应用方式1
图1表示一种电梯速度控制电路,其使用了轿厢速度反馈系统。在附图中,(1)是由转矩指令(τM)控制的电梯系统,(2)是偏移检测器,其可检测速度指令(ω*)与电机速度检测器(ωM)之间的偏差,和(3)是速度放大器,其可通过PI计算所述偏差。速度放大器(3)是由放大器(5),积分器(6)和加法器(7)组成的,其加法器可将放大器(5)的正比部分与积分器(6)的整数值相加。
(11)-(14)表示轿厢速度反馈系统。(11)是偏移检测器,其可取得速度指令(ω*)和轿厢速度检测值(ωcar)之间的偏差,从轿厢速度检测值中除去包含在速度指令中的频率部分,并且提取轿厢振动部分。(12)是速度放大器,其可放大所述偏差。(14)是带通滤波器,其可由所述放大器输出的轿厢振动部分中提取缆绳振动部分的谐振频率部分。(16)是相位补偿滤波器,其可从所述提取的谐振频率部分中提取适当相位的振动部分。(19)是加法器,其可将所述提取的振动部分加到速度放大器(3)的转矩指令中,并且提供反馈。
所述速度控制电路取得速度指令(ω*)与轿厢速度检测值(ωcar)之间的差,将其与增益(Kd)相乘,使用带通滤波器提取缆绳振动的振动部分,并且使用相位补偿滤波器进一步给出速度放大器的转矩指令反馈,其可作为适合于反馈的振动抑制信号。因此,它可以有效电抑制电梯速度控制中的轿厢振动。
应用方式2
图2表示电梯速度控制电路,其使用了轿厢加速度反馈系统。在附图中,(1)是电梯系统,(2)是偏差检测器,其可检测速度指令(ω*)与电机速度检测值(ωM)之间的差,(3)是速度放大器,其可通过PI计算偏差,(11)是偏差检测器,其可检测加速度指令(α*)和轿厢加速度检测值(αcar)之间的偏差,(12)是加速度放大器,其可放大所述偏差,(14)是带通滤波器,其可由所述放大器的信号输出中提取轿厢振动部分,和(19)是加法器,其可将所述轿厢振动部分加到速度放大器(3)的转矩指令中,并提供反馈。
由于所述速度控制电路使用了轿厢加速度反馈系统,其中轿厢加速度指令与轿厢加速度检测值之间的差,其即使对于摩天楼也可相对稳定地获得,被放大并通过带通滤波器,以提取振动频率部分,并且提供反馈给速度控制系统,振动可以得到较有效地抑制。再有,由于轿厢加速度信号(检测值)具有比速度信号(检测值)超前90°的相位,所以不需要相位补偿滤波器,并因此,可以减少调整参数的数量。
应用方式3
图3表示一种电梯速度控制电路,其使用了一种小型观测仪。在附图中,(1)是电梯系统,(2)-(19)表示与上述图1相同的方式构成的具有轿厢速度反馈系统的控制电路,和(21)是小型负载转矩观测仪,其可接收该控制电路(2-19)的信号和电机速度检测值(ωM)二者,估算扰动转矩,并且抑制该扰动。
负载转矩观测仪(21)是由电梯模型(23),放大器(25)和加法器(24),(26)和(27)组成。由加法器(25)估算的扰动转矩通过加法器(26)而加到控制电路(2-19)的信号中,以获得电梯系统(1)的转矩指令(τM)。同时,通过加法器(27)取得该转矩指令与由放大器(25)估算的扰动转矩之间的差,并将其加到电梯模型(23)上。在所述电梯模型的输出信号与电机速度检测值(ωM)之间的差可通过减法器(24)取得,通过放大器(25)而增大增益K1,并加到加法器(19)的转矩指令中,作为上述扰动转矩的估算值。
控制电路(2-19)是轿厢速度反馈系统,其未考虑如轿厢中的机械[能量]损耗或负载变化的扰动特性。因此,其扰动特性较差。再有,PI控制被用于速度控制系统,并且会出现速度过量。因此,其不适合于电梯系统。然而,对于图3所示的电路来说,因为将小型负载观测仪应用于轿厢速度反馈控制系统,因此可以实现电梯系统的控制,其中将不会出现过量,速度随动差将得到抑制,并且扰动抑制作用会较高。
还有,因为负载转矩观测仪假定配重(图20)的振动部分为扰动,因此它还可防止配重的振动通过电机传递给轿厢。因此,它还具有对上述同相方式振动的抑制作用。
应用方式4
图4表示电梯控制电路的另一实例,其使用了小型负载转矩观测仪。在该速度控制电路中,使用图3中小型负载转矩观测仪(21)的速度控制电路(2-21)的轿厢速度反馈系统(11-16)可用用于图2中的加速度反馈系统(11-14)来代替。
因为该速度控制电路使用了轿厢加速度反馈系统,所以轿厢的振动可以比图3中所示的实例更有效地得到抑制。
在图3和4所示的电路中,负载转矩观测仪是小型负载转矩观测仪,因此,将其变为软件将会很容易。
应用方式5
图5表示一种电梯速度控制电路,其使用了改进的负载转矩观测仪。在附图中,(1)是电梯系统,(2)-(19)表示按与图1实例相同的方式构成的控制电路,(31)是简化的负载转矩观测仪,它是一种改进的小型负载转矩观测仪,和(39)是加法器,其可将观测仪(31)的信号加到控制电路(2-19)的转矩指令中,并将其输出给电梯系统(1)。
负载转矩观测仪(31)是包括有电梯模型(33),其可输入控制电路(2-19)的信号,加法器(34),其可取得该电梯模型与电机速度检测值(ωM)之间的差,和放大器(35),其可将该加法器的输出乘以增益(K1),并将其输出给加法器(39)。
采用该电路,可将由控制电路(2-19)输出的信号输入给电梯模型,并且可取得该模型的信号与电机速度检测值(ωM)之间的差。扰动转矩可以得到估算,通过放大器而增大一定增益,并加到控制电路(2-19)的信号中。因此,可以实现具有高扰动抑制作用的电梯系统控制。
应用方式6
图6表示电梯速度控制电路的另一实例,其使用了改进的负载转矩观测仪。在该速度控制电路中,使用图5所示改进的负载转矩观测仪(31)的速度控制电路(2-31)的轿厢速度反馈系统(11-16)采用图2中所使用的轿厢加速度反馈系统来代替。
因为所述速度控制电路使用了轿厢加速度反馈系统,所以轿厢的振动可以比图5所示实例更有效地加以抑制。
图5和6中的负载转矩观测仪(31)要比图3和4中的小型负载转矩观测仪更为简单,因此,其可以更容易地变为软件。
应用方式7
图7表示一种电梯速度控制电路,其使用了整体型观测仪。在附图中,(1)是电梯系统,(2)-(19)表示按与图1实例相同的方式构成的具有轿厢速度反馈系统的控制电路,(41)是整体型负载转矩观测仪,和(49)是加法器,其可将观测仪(41)的信号加到控制电路(2-19)的转矩指令中,并将其输出给电梯。
负载转矩观测仪(41)包括有电梯模型(43),其可输入控制电路(2-19)的转矩指令,加法器(44),其可取得该模型信号与电机速度检测值(ωM)之间的差,放大器(45),其可将该放大器的信号增大增益(K1),积分电路(46),其可将该放大器的输出信号进行累积,和加法器(47),其可将放大器(45)的输出信号和积分电路(46)的输出信号相加,并且将其输出给上述加法器(49)。
该观测仪(41)可制成带有加到电路(43)-(45)上的电路(46)和(47)的整体型电路,其采用与图5小型观测仪(31)相同的方式构成。因此,其可以比图3的电路估算负载转矩更为精确,并且抑制振动和扰动的效果得到改善。
应用方式8
图8表示电梯速度控制电路的另一实例,其使用了整体型的观测仪。在该速度控制电路中,速度控制电路(2-41)的轿厢速度反馈电路(11-16),其使用了图7所示的整体型观测仪(41),可用图2中所使用的轿厢加速度反馈电路(11-14)来代替。
因为在该速度控制电路中使用了轿厢加速度反馈系统,所以轿厢的振动可以比图7中的实例更为有效地得以抑制。
应用方式9
图9表示一种电梯速度控制电路,其补偿了观测仪的增益。
在图9中,(1)是电梯系统,(2-35)表示按图5相同方式构成的控制电路,(51)是补偿滤波器,其可在负载转矩观测仪(31)之后连接,和(59)是加法器,其可将补偿滤波器(51)的输出信号加到电路(2-19)是输出信号中,并且输出转矩指令(τM)给电梯系统(1)。
补偿滤波器(51)在输出之前将一定缓冲加给输入变化,并且缓冲时间是一定值,其取决于速度检测精度和电机速度。
在图3-8的上述负载转矩观测仪中,为了改进扰动抑制效果,观测仪的增益必须较大。通常,观测仪增益的上限取决于速度检测精度,因此,如果由于不能获得足够速度检测精度而不能获得大的观测仪增益的话,那么就不能获得足够的扰动抑制效果。然而,如上所述,由于在负载转矩观测仪之后提供了具有一定缓冲时间的补偿滤波器(51),其缓冲时间取决于速度检测精度和电机速度,因此由速度检测误差引起的扰动将会得到抑制,并且观测仪的增益将会较大。
应用方式10
图10表示电梯速度控制电路的另一实例,其可用以补偿观测仪的增益。在该速度控制电路中,使用负载转矩观测仪(31)和补偿滤波器(51)的速度控制电路(2-51)的轿厢速度反馈系统(11-16),即图9中所示,可由图2中所使用的轿厢加速度反馈系统(11-14)来代替。
因为在该速度控制电路中使用了轿厢加速度反馈系统,所以轿厢的振动可以比图9中的实例更有效地加以抑制。
应用方式11
图11表示一种电梯速度控制电路,其使用了轿厢检测延迟补偿电路。在图11中,(1)是电梯系统,(2-59)表示控制电路,其是按与上述图5所示同样构成的,和(61)是检测延迟补偿电路,其可补偿轿厢速度检测值(ωcar)的检测延迟,其可作为反馈由电梯系统(1)提供给加法器(11)。
如果电梯系统(1)通过图20中所示的调速器缆绳在调速器上检测到轿厢速度的话,如果电梯是用于摩天楼的话,调速器与轿厢之间的距离将会较长,并且由于调速器缆绳传输速度上的延迟使轿厢速度检测将会延迟。因此,即使提供了负载转矩观测仪(31)和补偿滤波器(51)的话,抑制轿厢振动的效果也将会降低。
然而,采用该电路(图11),检测延迟补偿电路(61)可补偿轿厢速度检测值检测时的延迟。因此,即使存在轿厢速度检测值(ωcar)的检测延迟,也可实现不降低轿厢振动抑制效果的控制。
应用方式12
图12表示电梯速度控制电路的另一实例,其使用了轿厢速度检测延迟补偿电路。在图12中,(62)是具有可变补偿数值的检测延迟补偿电路,其可用以补偿轿厢速度检测值(ωcar)的检测延迟,其可安装在轿厢速度反馈电路中。它以一定方式构成,使得用于检测延迟的补偿数值按由电梯系统(1)接收到的轿厢位置信号(Hcar)而改变。其它电路(2-59)部分与图1中的同样地构成。
采用该电路,用于检测延迟补偿电路(62)的轿厢速度检测延迟的补偿数值根据轿厢的位置(高度)而变化。因此,基于调速器与轿厢之间的距离变化的轿厢速度检测延迟可以用于补偿对应的轿厢高度。
应用方式13
图13表示一种电梯速度控制电路,其具有可变轿厢速度反馈增益。在图13中,(13)是可变增益的速度放大器,其用图11所示轿厢速度反馈系统的固定增益代替速度放大器(12)。它以一定方式构成,使得增益将通过电梯系统(1)的轿厢位置信号(Hcar)来控制。其它电路部分按与图11同样地构成。
放大器(12)的增益在图11和12的系统中是固定值。就根据轿厢位置的电梯变化特性来说,通过提供具有可变增益的速度放大器(13),其增益取决于如上所述的轿厢位置而变化,可以提高振动抑制效果。
应用方式14
图14表示一种电梯速度控制电路,其具有可变轿厢速度反馈增益。在图14中,(15)和(17)分别是可变带通滤波器和可变相位补偿滤波器,其分别代替了图13中的带通滤波器(14)和相位补偿滤波器(16)。它们是以一定方式构成的,它们将分别具有通过电梯系统(1)的轿厢位置信号(Hcar)控制而补偿的带宽和相位。其它电路部分按与图13同样地构成。
如前所述,电梯的特性取决于轿厢的位置而变化。因此,通过制造出如上所述可变的带通滤波器和相位补偿滤波器的带宽和相位,就可以提高振动的抑制效果。
应用方式15
图15表示一种电梯速度控制电路,其具有可变轿厢速度反馈增益。在图15中,(141)和(142)是带通滤波器,其可输入可变增益放大器(13)的输出信号,(161)和(162)是补偿滤波器,其可输入滤波器(141)和(142)的输出信号,和(SW1)是转换开关,其可以在根据接收到的电梯系统(1)的轿厢位置信号(Hcar)确定轿厢位于比预定位置高或低的情况之间转换滤波器(161)和(162)的输出信号,并且将其输出给加法器(19)。其它电路部分按与图13同样地构成。
电梯的特性对于在轿厢处于高处或处于低处的情况下会有明显的不同。因此,如上所述,通过根据接收的轿厢位置信号转换带通滤波器(141)和(142)和相位补偿滤波器(161)和(162),与图13中使用的电路情况相比,将会改善振动的抑制效果。
应用方式16
图16表示一种振动抑制电路,其具有可变轿厢速度反馈增益。在图16中,(4)是具有可变增益的速度放大器,其可用以代替图15中的速度放大器(3),和(32)是负载转矩观测仪,其与图15中的负载转矩观测仪(31)相同,只是其中的放大器(35)采用可变增益放大器(36)来代替。放大器(4)和(36)的增益以一定方式构成,使得它们将分别与电机速度检测值(ωM)成反比和成正比变化。其它电路部分按与图15同样地构成。
因为观测仪增益不能在低速度区域内增加,因此观测仪的增益必须变的很小。然而,因为放大器(36)的增益在该电路中与电机速度检测值(ωM)成正比变化,因此观测仪的增益在低速度区域内将会较小。再有,在低速度区域内,速度的偏差将会较小。在该电路中,因为速度放大器(4)的增益与电机速度检测值(ωM)成反比变化,因此在低速度区域内的速度响应将会得到改善。
应用方式17
图17表示一种电梯速度控制电路,其具有可变轿厢加速度反馈增益。在图17中,(13)是可变增益加速度放大器,其可代替图10中具有加速度反馈系统固定增益的加速度放大器,并且该放大器增益可由电梯系统(1)的轿厢位置信号(Hcar)来控制。其它电路部分按与图10同样地构成。
由于电梯的特性取决于轿厢的位置而变化,通过采用依照轿厢位置变化的具有可变增益的加速度放大器,振动抑制效果将会提高。
应用方式18
图18表示电梯速度控制电路的另一实例,其具有可变轿厢加速度反馈增益。在图18中,(13)和(15)是具有可变增益的加速度放大器和可变带通滤波器,其可代替图10的加速度反馈系统中具有固定增益的加速度放大器(13)和具有固定频带的带通滤波器(14)。放大器的增益和滤波器的频带可通过电梯系统(1)的轿厢位置信号(Hcar)来控制。同样地,电路可按与图10同样地构成。
由于加速度放大器的增益和带通滤波器的带宽依照该控制电路中的轿厢位置为可变的,所以进一步提高了振动的抑制效果。
应用方式19
图19表示一种电梯速度控制电路,其中速度放大器的增益、观测仪的增益和振动抑制增益均制成可变的。
在图19中,(4)和(36)是可变增益速度放大器和负载转矩观测仪的可变增益放大器,其中增益依照电机速度检测值(ωM)而改变,(13)是可变增益加速度放大器,其中增益依照电机速度检测值(ωM)和轿厢位置检测值(Hcar)而改变,和(15)是可变带通滤波器,其中带宽依照轿厢位置检测值(Hcar)而变化。同样地,构成与图18中的一样。
在该速度控制电路中,速度放大器的增益、观测仪的增益和振动抑制增益依照电机速度检测值(ωM)而变化。它们在低速度区域是较小的。因此,即使电机速度检测值(ωM)在很低速度区域不稳定,也将不会出现震颠。
本发明具有下列效果:
(1)轿厢的振动在用于摩天楼的电梯速度控制中可以得到有效地抑制。
(2)即使对于更高的建筑和更高的速度来说,均可使用加速度检测仪获得轿厢信息,并因此使振动得到抑制。
(3)通过提供负载转矩观测仪,可以执行适用于电梯控制的速度控制,而不会产生过冲。
(4)因为系统考虑了转矩特性依照电梯位置而变化,所以不管电梯的位置任何均可抑制振动。
(5)通过在很慢速度区域中改变各种增益,就可以改善在电梯要停时乘客的舒适度。
(6)还可以抑制同相的振动。
(7)由速度检测误差引起的扰动部分可以得到抑制。
(8)即使存在轿厢速度检测延迟,也可抑制振动。
(9)不管轿厢的位置任何,均可抑制振动。
Claims (16)
1.一种电梯速度控制电路,用于带有可在提升间移动轿厢的电梯;一个配重,它穿过靠电机驱动的绞轮的缆绳连接到轿厢,用于检测所述电机速度并提供表示其速度信号的装置,用于检测所述轿厢的移动并提供表示其移动信号的装置,用于提供移动指令信号的控制器,包括:
一种比例积分移动放大器,响应于由所述移动指令信号表示的移动和由所述电机移动信号表示的真正电机移动两者之间的偏差,从而提供一个表示该电机所需转矩的转矩指示信号,
其特征在于,包括:
偏差装置,响应于所述移动指令信号和所述轿厢移动信号,以提供一个响应于它们之间的差值的偏差信号,该差值包括轿厢振动部分;
一个带通滤波器,响应于所述偏差信号并具有与所述轿厢振动部分频率有关的通带;
反馈装置,响应于所述带通滤波器的输出,以将与所述轿厢振动部分有关的信号加到所述转矩指示信号,从而对所述电机提供转矩指令信号。
2.如权利要求1所述的速度控制电路,其特征在于:
所述移动指令信号包括速度指令信号;
所述轿厢移动信号表示所述轿厢的速度;
所述偏差信号表示速度指令信号和所述轿厢的真正速度两者之间的差值;以及
所述反馈装置包括一相位调节滤波器,它响应于所述带通滤波器的输出,以及一加法器,其响应于所述相位调节滤波器的输出。
3.如权利要求2所述的速度控制系统电路,其特征在于:
用于检测所述轿厢的移动的所述装置包括具有缆绳的电梯调速器和速度检测器,该检测器包括与所述调速器绳缆旋转地连接的脉冲产生器,以提供一个真正轿厢速度信号;还进一步包括:
一个速度检测延迟补偿电路,其用于补偿由所述调速器缆绳所引起的检测真正轿厢速度中的延迟。
4.如权利要求3所述的速度控制电路,其特征在于包括:
用于检测在所述提升间中所述轿厢的位置,并提供表示其高度的轿厢高度信号的装置;而其中:
所述检测延迟补偿电路提供延迟补偿,该延迟补偿响应于所述轿厢高度信号而变化。
5.如权利要求3所述的速度控制电路,其特征在于包括:用于检测在所述提升间中所述轿厢的位置,并提供表示其高度的轿厢高度信号的装置;而其中:
所述偏差装置包括一具有增益的放大器,该增益响应于所述高度信号而变化。
6.如权利要求5所述的速度控制电路,其特征在于:所述带通滤波器的通带响应于所述高度信号而变化;以及所述相位补偿滤波器提供响应于所述高度信号而变化的相位补偿,从而振动抑制反馈效果为所述轿厢高度的函数。
7.如权利要求1所述的速度控制电路,其特征在于:所述移动指令信号包括加速指令信号;
所述轿厢移动信号表示所述轿厢的加速度;并且所述偏差信号表示所述加速指令信号和所述轿厢的真正加速度两者之间的差值。
8.如权利要求7所述的速度控制电路,其特征在于还包括:用于检测在所述提升间中所述轿厢的位置,并提供表示其高度的轿厢高度信号的装置;而其中:
所述偏差装置的增益响应于所述轿厢高度信号而变化。
9.如权利要求8所述的速度控制电路,其特征在于:所述带通滤波器的通带响应于所述轿厢高度信号而变化。
10.如权利要求1所述的速度控制电路,其特征在于还包括:一种负载转矩观测仪,其响应于所述转矩指示信号和所述电机移动信号,以提供表示所述电机的估算负载转矩的负载转矩信号;以及用于求和所述负载转矩信号与所述转矩指示信号的装置,以提供转矩信号给所述电机。
11.如权利要求10所述的速度控制电路,其特征在于所述负载转矩观测仪还包括:一个提供模型信号的电梯模型电路;
用于提供所述负载转矩的装置,其响应于所述模型信号和所述电机移动信号两者之间的差值;以及
响应于所述转矩指令信号和所述负载转矩信号两者之间的差值的装置,它对所述电梯模型电路提供输入。
12.如权利要求10所述的速度控制电路,其特征在于所述负载转矩观测仪包括:
一个电梯模型电路,其响应于所述转矩指示信号以提供模型信号;以及
差值装置,其响应于所述模型信号和所述电机移动信号两者之间的差值,从而提供所述负载转矩信号。
13.如权利要求10所述的速度控制电路,其特征在于所述负载转矩观测仪包括一个比例积分放大器。
14.如权利要求10所述的速度控制电路,其特征在于:所述差值装置包括一比例放大器。
15.如权利要求10所述的速度控制电路,其特征在于:所述差值装置包括一比例放大器,该放大器输出通过平滑滤波器将所述负载转矩信号中的大变化加以抑制。
16.如权利要求10所述的速度控制电路,其特征在于:所述偏差装置的增益、所述移动放大器的增益、和所述负载转矩观测仪的增益的每一个都响应于所述电机移动信号而变化。
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