CN111886795B - 电动机控制装置和电梯控制装置 - Google Patents
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Abstract
实现一种电动机的速度控制系统,该电动机的速度控制系统具备估计部,该估计部针对带角度检测器的电动机来估计电动机的旋转速度以及旋转角。估计部在与来自角度检测器的旋转角对应的脉冲信号的脉冲变化后的、所设定的期间中,使用旋转加速度和对脉冲信号进行换算而得到的旋转角,基于观测器计算出速度估计值以及角度估计值,此外,在所设定的期间以外,使用旋转加速度,不基于观测器而基于电动机的运动方程式计算出速度估计值以及角度估计值。根据本发明,即使角度检测器的分辨率较低、且电动机的旋转速度较低,也能够进行抑制了速度检测值中的检测延迟的影响的速度估计,并且能够使用该速度估计值实现更稳定的速度控制。
Description
技术领域
本发明涉及电动机控制装置,特别涉及使用安装于对机械系统进行驱动的电动机的角度检测器来实现电动机的速度控制系统的电动机控制装置。并且,涉及具备该电动机控制装置的电梯控制装置。另外,电动机的速度控制系统以通过数字控制构成为前提。
背景技术
通常,在电动机的速度控制中,使用角度检测器检测出的电动机的旋转角来运算电动机的旋转速度,根据该运算出的旋转速度进行速度控制。这里,作为该角度检测器,设想其是输出与电动机的旋转角对应的脉冲信号的检测器。作为代表性的角度检测器,有编码器。该情况下,来自角度检测器的输出信号具有如下特性:电动机的旋转速度越快、则越成为时间间隔短的脉冲信号;相反,电动机的旋转速度越慢,则越成为时间间隔长的脉冲信号。当作为角度检测器的输出的脉冲信号的时间间隔变长时,相对于实现速度控制的运算周期(控制周期、采样时间),角度检测器的输出变化较少,因此无法获得足够的角度信息,并且,旋转速度(速度检测值)的检测延迟变长。于是,在电动机的旋转速度较低且角度检测器的分辨率较低的情况下,该速度检测值的检测延迟变得非常长。其结果是,众所周知,当在电动机的速度控制中使用这样的速度检测值时,会产生速度控制的稳定性受到损害的问题。
这里,作为现有的电动机控制装置,例如有专利文献1所示的装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第2728499号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在专利文献1所示的现有的电动机控制装置中,由于使用平均加速度和平均转矩来进行速度估计,其中,所述平均加速度是基于使用分辨率较低的角度检测器检测出的速度检测值运算出的,所述平均转矩是进一步基于产生转矩的计测值运算出的,因此,无法避免速度检测值中的检测延迟(时间延迟)的影响出现在速度估计值中的情况。因此,在电动机的旋转速度因使用该速度估计值进行速度控制而较低的情况下,仍然存在速度控制受到时间延迟的影响而变得不稳定的担忧。
本发明是为了解决这样的课题而完成的。其目的在于提供一种电动机控制装置,使用安装于电动机的角度检测器来实现电动机的速度控制系统,该电动机构成对机械系统进行驱动的曳引机,由此即使角度检测器的分辨率较低且电动机的旋转速度较低,也能够进行抑制了速度检测值中的检测延迟影响的速度估计,并且,能够使用该速度估计值实现更稳定的控制控制。此外,提供一种具备该电动机控制装置的电梯控制装置。
用于解决课题的手段
本发明的电动机控制装置具有角度检测器,该角度检测器输出与驱动机械系统的电动机的旋转角对应的脉冲信号,所述电动机控制装置依照所述电动机的速度指令值,生成所述电动机的转矩指令值而进行所述电动机的速度控制,其特征在于,所述电动机控制装置具备:估计部,其使用所述电动机的旋转加速度,计算所述电动机的旋转速度以及所述旋转角分别作为速度估计值以及角度估计值,所述电动机的旋转加速度是根据由所述转矩指令值和作用于所述电动机的负载转矩的估计值的合计值定义的、与所述电动机有关的转矩信息,基于所述电动机的运动方程式计算出的;以及速度控制器,其使用所述估计部计算出的所述速度估计值,以使得追随所述速度指令值的方式输出所述转矩指令值,所述估计部在所述脉冲信号的脉冲变化后的所设定的期间中,使用所述旋转加速度和对所述脉冲信号进行换算而得到的所述旋转角,基于观测器计算出所述速度估计值以及所述角度估计值,在所述所设定的期间以外,使用所述旋转加速度,不是基于所述观测器而是基于所述电动机的所述运动方程式计算出所述速度估计值以及所述角度估计值。
发明效果
根据本发明的电动机控制装置,起到如下的效果:即使在角度检测器的分辨率较低且电动机的旋转速度较低的情况下,也能够进行抑制了速度检测值中的检测延迟影响的速度估计,能够使用该速度估计值来实现更稳定的速度控制。
附图说明
图1是示出电连接有本发明的实施方式1的电梯控制装置的电梯系统的结构的一例的图。
图2是用于说明本发明的实施方式1的电梯控制装置的结构的图。
图3是本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部的结构图。
图4是示出本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部的加减速转矩的运算处理的流程图。
图5是示出使用了本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部的加速度转矩的运算处理(其一:估计值的修正时机在角度检测器的脉冲变化后仅为1次的情况)的流程图。
图6是示出使用了本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部的加速度转矩的运算处理(其二:估计值的修正时机在角度检测器的脉冲变化后为规定次数的情况)的流程图。
图7是示出与本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部相关联的各种信号的时序图。
图8是示出本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部的性能的图。
图9是用于说明本发明的实施方式2的电梯控制装置的结构的图。
图10是示出本发明的实施方式2的电梯控制装置中的速度控制器的运算处理的流程图。
图11是示出电连接有本发明的实施方式3的电梯控制装置的电梯系统的结构的一例的图。
图12是用于说明本发明的实施方式3的电梯控制装置的结构的图。
图13是示出本发明的实施方式3的电梯控制装置中的速度控制器的运算处理的流程图。
图14是用于说明本发明的实施方式4的电梯控制装置的结构的图。
图15是示出本发明的实施方式4的电梯控制装置中的监视速度的图。
图16是示出本发明的实施方式4的电梯控制装置中的速度控制器的运算处理的流程图。
图17是示出电连接有本发明的实施方式5的电梯控制装置的电梯系统的结构的一例的图。
图18是用于说明本发明的实施方式5的电梯控制装置的结构的图。
图19是用于说明本发明的实施方式5的电梯控制装置中的监视转矩的图。
图20是示出本发明的实施方式5的电梯控制装置中的速度估计部的运算处理的流程图。
图21是示出本发明的实施方式5的电梯控制装置中的速度控制器的运算处理的流程图。
具体实施方式
在以下内容中,根据各实施方式,参照附图对在本发明的电动机控制装置中应用于作为电动机所驱动的对象的机械系统的电梯机械系统的情况下的本发明的电梯控制装置进行说明。另外,在各实施方式及各图中,原则上对相同或相当的部分标注相同的标号,适当简化或省略重复的说明。另外,本发明不限于以下的实施方式1至5中的任何实施方式,能够在不脱离本发明的技术思想的范围内进行各种变形。
实施方式1.
(1-1)电梯控制装置1的结构
图1是示出电连接有本发明的实施方式1的电梯控制装置的电梯系统的结构的一例的图。在图1中,标号1是电梯控制装置,在图中,为了节省空间,将其记作控制装置。此外,在图1中,电梯的轿厢5和对重6彼此通过主绳索7连结起来,以吊瓶式悬吊在能够绕轴旋转的绳轮4上。绳轮4是曳引机的一部分,并且绕挂有主绳索7,与轿厢5的驱动用电动机即电动机2连接。电动机2也是曳引机的一部分。即,曳引机具有电动机2和绳轮4。轿厢5利用电动机2的旋转力进行升降。使轿厢5升降的电动机2例如是永磁型同步电机。
这里,将电动机2的旋转轴和绳轮4的旋转轴设为同一轴,设在该轴上安装有角度检测器3,该角度检测器3检测电动机2的旋转角。角度检测器3产生与电动机2的旋转角成比例的脉冲信号,例如设为是光学式编码器。在图1中,电连接有电梯控制装置1的电梯系统具有标号2至7的设备。此外,电梯系统中的、作为电动机2所驱动的对象的机械系统的电梯机械系统是指标号3至7的设备。另外,角度检测器3不限于编码器,也可以是例如旋转变压器、磁传感器那样的情况,即,也可以是通过使检测信号通过处理电路和/或处理S/W而输出与脉冲相当的信号的结构。这里重要的是,角度检测器3的分辨率较低这一点。
图2是用于说明本发明的实施方式1的电梯控制装置1的结构的图。在图2中,表示由虚线围起的装置的标号1是电梯控制装置。标号2、3的设备示出电连接有电梯控制装置1的电梯系统的一部分,分别是电动机、角度检测器。另外,对于构成电梯系统的其它设备则未图示。速度指令发生器11运算并输出针对电动机2的速度指令值。在电梯的情况下,速度指令发生器11例如输出为了轿厢5行驶到目标楼层所需的电动机2的速度指令值。另外,虽然未图示,设速度指令发生器11也可以包含位置控制系统。
速度控制器12根据作为来自速度指令发生器11的输出的速度指令值和由速度估计部16运算出的电动机2的速度估计值来运算并输出转矩指令值或电流指令值。实现速度控制器12的控制方法可以是PI控制、PD控制、PID控制等公知的控制方法,还可以是具有由更高阶的传递函数表示的频率特性的控制方法。此外,也可以是具有非线性特性的控制方法。即,只要是具有适当特性的控制方法,可以是任何控制方法。
例如,在速度控制器12是通过PI控制手段来实现的结构的情况下,具体而言,是以相对于速度指令值对速度估计值进行追随控制或常值控制的方式,即,以使速度估计值追随速度指令值、或者与速度指令值一致的方式,通过使用PI控制器对从速度指令值减去速度估计值而得到的值即控制偏差进行反馈控制,来运算并输出转矩指令值或电流指令值。
电流控制器13根据作为速度控制器12的输出的转矩指令值(电流指令值)和由电流检测器15检测出的电动机电流来运算出施加于电动机2的电压指令值。实现电流控制器13的控制方法也与速度控制器12同样,可以是PI控制、PD控制、PID控制等公知的控制方法,还可以是具有由更高阶的传递函数表示的频率特性的控制方法。
此外,也可以是具有非线性特性的控制方法。即,只要是具有适当特性的控制方法,可以是任何控制方法。
电力转换器14根据来自电流控制器13的电压指令值,将电源电压(未图示)转换成期望的可变电压可变频率。电力转换器14是指可变电压可变频率电力转换器,该可变电压可变频率电力转换器包含电力转换器和电力转换装置,其中,所述电力转换器像一般所销售的逆变器装置那样,在由整流器将交流电压转换成直流电压之后,再由逆变器将直流电压转换成交流电压,所述电力转换装置像矩阵换流器那样,将交流电压直接转换成交流的可变电压可变电流。此外,电力转换器14除了上述逆变器外,还可以包含坐标变换功能。即,还包含坐标变换功能:在电压指令是d-q轴的电压指令值的情况下,将d-q轴的电压指令值转换成相电压或线间电压后,从而转换成遵从所指令的电压指令值的电压,这里称作电力转换器14。另外,在电力转换器14中,也可以设有校正电力转换器14的死区时间的装置或校正部。
电流检测器15检测电动机2的电流。例如,在电动机2是三相电动机的情况下,通常要测定两相的相电流,但是,当然也可以测定三相的相电流。另外,在图2中,示出了电流检测器15测定电力转换器14的输出电流的结构,但是除此之外,电流检测器15也可以如利用分流电阻进行的电流测定法那样来测定电力转换器14的母线电流,从而估计出各相电流。
速度估计部16根据作为速度控制器12的输出的转矩指令值和对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角,将电动机2的速度即旋转速度估计为速度估计值。速度估计部16将该估计出的速度估计值输出至速度控制器12。
至此所说明的速度指令发生器11、速度控制器12、电流控制器13以及速度估计部16是在图2中作为功能块而示出的部分。这些功能块例如由包含处理器和存储器的计算机构成,是基于存储在存储器中的程序并且根据处理所需的各种设定信息,依照处理器的指令来执行各个处理的功能块。因此,这些功能块能够通过执行各个功能的数字控制而构成。
(1-2)速度估计部16中的速度估计方法
接下来,对在速度估计部16中执行的速度估计方法进行说明。如上所述,速度估计部16是图2所示的功能块之一,例如是基于存储在存储器中的程序并且根据处理所需的各种设定信息、依照处理器的指令来执行的功能块。因此,在速度估计部16中执行的速度估计方法是通过数字控制来实现的方法,因此,本来应用离散时间系统来表达。然而,这里,出于使说明容易理解的目的,为了方便起见,使用在不会成为问题的范围内用连续时间系统来表达的数式来对速度估计方法进行说明。
速度估计部16中的速度估计的具体运算是根据由下述的(1)式所示的电动机2的运动方程式来执行的。
[数式1]
其中,θ是电动机2的旋转角。τM是电动机2的转矩。τL是作用于电动机2的负载转矩。此外,设J为电动机2的惯性矩。这里,电梯机械系统在(1)式中,作为作用于电动机2的负载转矩τL发挥作用,所述电梯机械系统与电动机2连接,由电动机2来驱动,并包含绳轮4。
另外,惯性矩J也可以不是上面所述的电动机2的惯性矩,而是例如将电动机2和绳轮4合在一起得到的旋转体的惯性矩。这时的负载转矩τL为作用于将电动机2和绳轮4合在一起得到的旋转体的负载转矩。这里所叙述的是指如下的差异:对于由(1)式示出的电动机2的运动方程式中所使用的运动模型,是仅将其考虑为电动机2、还是将其考虑到包含有将电动机2和绳轮4合在一起得到的旋转体的范围。该差异是,在对于由(1)式所示的电动机2的运动方程式中的变量即旋转角θ和负载转矩τL分别进行比较时,仅仅是大小有所不同,而动态特征则具有相似的关系。这根据由(1)式所示的电动机2的运动方程式即可明了。即,这意味着,在对本发明的电梯控制装置进行说明时,由(1)式所示的电动机2的运动方程式中所使用的运动模型是表达到何种程度的范围的模型这一问题并不是本质问题。
因此,在之后的内容中,将惯性矩J作为表示电动机2的惯性矩而进行说明。即,设由(1)式所示的电动机2的运动方程式是根据如下的运动模型而记述的,该运动模型将惯性矩J设为只考虑了电动机2的惯性矩。
另外,使用将惯性矩J设为仅仅是电动机2的惯性矩的运动模型由于具有以下优点,因此是有效的。由于电梯机械系统的机械规格根据所设置的建筑物的每个设施而不同,因此,其结果是,电动机2所驱动的惯性矩J的值根据每个设施而不同。因此,为了得到惯性矩J的值,需要与电动机2所驱动的电梯机械系统的每个设施的负载有关的信息。例如,作为惯性矩J的值,在使用如上所述的电动机2和绳轮4的惯性矩的合计值的情况下,占据惯性矩J的一部分的绳轮4的惯性矩的值仍然是根据每个设施的机械规格而不同。
与此相对,如果是使用将惯性矩J设为仅仅是电动机2的惯性矩的运动模型的情况,则无需电动机2所驱动的电梯机械系统的每个设施的负载信息,速度估计部16就能够估计出电动机2的速度。因此,使用将惯性矩J设为仅仅是电动机2的惯性矩的运动模型是有效的。
接下来,对负载转矩τL进行说明。对式(1)进行变形,得到(2)式。
[数式2]
因此,可知作用于电动机2的负载转矩τL能够根据该(2)式而运算得到。由此,在负载转矩τL的运算中,需要电动机2的惯性矩J、对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角θ、以及电动机转矩τM的信息。
这里,电动机2的惯性矩J以及电动机2的旋转角θ均为能够获得的信息,因此是已知的信息。接下来,对于电动机转矩τM,通过采用作为速度控制器12的输出的转矩指令值,能够将其作为已知的信息来处理。因此,(2)式的右边的项全部为已知的信息,因此能够根据该(2)式运算出负载转矩τL。
另外,(2)式的右边包含电动机2的旋转角θ的二次微分,因此,在根据(2)式运算负载转矩τL的情况下,存在产生受到该旋转角θ的二次微分引起的高频噪声的影响而无法获得稳定的运算结果的问题的可能性。
因此,使用与使(2)式的右边的项通过能够去除高频噪声的滤波器G(s)的形式对应的(3)式来计算负载转矩的估计值。这里,通过比较(2)式和(3)式的对应关系,可知(3)式处于渐近地与(2)式一致那样的对应关系。关于(2)式和(3)式的对应关系,将在后面详细叙述。
[数式3]
这里,带有记号^的参数意味着相应的参数的估计值。τM *是作为速度控制器12的输出的转矩指令值。G(s)具有能够去除高频噪声的特性,是在拉普拉斯变换域中表达将在后面进行说明的图3所示的负载转矩运算单元1604的特性的滤波器的传递函数。作为该滤波器G(s)的具体例,最简单的有一阶低通滤波器。作为滤波器G(s),当然也可以不使用一阶低通滤波器,而使用以更高阶的传递函数来表示的低通滤波器。
关于滤波器G(s)的种类,进一步说的话,只要是能够运算出负载转矩τL的估计值的结构,就无需特别限定为在拉普拉斯变换域上,滤波器G(s)的极位于实轴上那样的简单的低通滤波器。例如,也可以是在不会振动的范围内,极不存在于实轴上的滤波器G(s)。
这里需要注意的一点是,(2)式和(3)式均为连续时间系统中的等式,但严格来说,(2)式是在时域中表达的等式,另一方面的(3)式则是在拉普拉斯变换域中表达的等式。
但是,在连续时间系统中,众所周知,如果设(3)式中所记载的各信号的初始值产生的影响收敛而处于稳定状态,则对于时域和拉普拉斯变换域各自中的多个信号成立的各个域中的等式是同形的。
因此,本来,各个域的(2)式和(3)式是不同的,但是,如果以这里所叙述的各个域中的等式是同形的为前提,则能够实质上比较(2)式和(3)式之间的对应关系。由此可以理解,如已经叙述的那样,(3)式具有渐近地与(2)式一致的对应关系。
接下来,如以下的(4)式所示,可以认为,电动机转矩τM是从为了使惯性矩为J的电动机2遵循速度指令发生器11输出的速度指令值进行加减速所需的转矩即加减速转矩τS减去作用于电动机2的负载转矩τL而得到的。
[数式4]
τM=τS-τL…(4)式
这里,如上所述,对于电动机转矩τM,通过采用作为速度控制器12的输出的转矩指令值,能够将其作为已知的信息来处理。此外,使用估计值τL^来代替负载转矩τL。首先,通过对(4)式进行变形,能够得到以下的(5)式。这里,由于(5)式的右边是已知的,因此,根据该(5)式,能够运算出为了使电动机2的惯性矩J加减速所需的转矩即加减速转矩τS。
[数式5]
使用(4)式来改写由(1)式所示的电动机2的运动方程式的话,能够得到(6)式。
[数式6]
并且,如已经叙述的那样,位于(6)式右边的加减速转矩τS能够根据(5)式而运算得到。因此,根据(6)式,将通过运算(5)式而得到的加减速转矩τS除以电动机2的惯性矩J。这里,该除法结果被称作电动机的旋转加速度。并且,可知通过对作为该除法结果的电动机的旋转加速度进行积分,能够运算出与电动机的旋转速度有关的信息。运算出的与电动机的旋转速度有关的信息能够作为电动机的旋转速度的估计结果即速度估计值来处理。
然而,这里需要注意的是,在由(6)式示出的电动机2的运动方程式中所使用的电动机2的运动模型中,包含有相对于实际的电动机2的模型误差。这里,通过构成观测器、构成估计速度的观测器来应对。
具体而言,如以下的(7)式那样,通过构成估计电动机2的旋转速度的观测器来进行速度估计。
[数式7]
其中,ω表示电动机2的旋转速度,K1、K2分别表示作为第一增益、第二增益的观测器增益。
由(7)式所示的观测器的结构具有以下两个特征点。
第一点,(7)式构成为如下结构:在速度估计值和角度估计值的运算中,通过反馈将因实际的电动机2的运动特性与由(6)式所示的电动机2的运动方程式中所使用的电动机2的运动模型之间的误差(模型化误差)而产生的、与电动机2的旋转角θ有关的估计误差即旋转角估计误差乘以观测器增益K1、K2而得到的结果,而对速度估计值和角度估计值进行修正。(另外,这里的旋转角估计误差是指角度估计值与对从角度检测器输出的脉冲信号进行换算而得到的旋转角之间的偏差。)
第二点,(7)式构成为如下结构:将加减速转矩τS除以电动机2的惯性矩J而得到的结果即电动机的旋转加速度作为对观测器的输入信号进行相加,运算出速度估计值和角度估计值。
另外,观测器增益K1、K2是使用根据(7)式求出的观测器的特征方程式即(8)式来决定的。
[数式8]
s2+K2s+K1=0…(8)式
例如,当设特征方程式(8)的极为P1(重根)时,(9)式成立。
[数式9]
s2+K2s+K1=(s+P1)2…(9)式
这时,使用P1(重根)如以下那样求出观测器增益K1、K2。
[数式10]
K2=2P1…(10)式
[数式11]
K1=P1 2…(11)式
当然,观测器的特征方程式即(8)式的极无需仅限于重根。即,极还能够配置在拉普拉斯平面上的任意位置。这样,通过进行(8)式中的观测器的极配置的设计,能够任意地决定观测器的收敛特性。
但是,在本发明的电梯控制装置中,由于使用速度估计值来进行速度控制,因此,需要以如下方式来选择观测器增益K1、K2:使观测器的频段比速度控制的频段高,以使得观测器产生的不良影响不会出现在速度控制中。即,需要以在拉普拉斯平面上将观测器的特征方程式即(8)式的极配置得距速度控制器12的截止频率足够远的方式来选择观测器增益K1、K2。
在电动机2的旋转角θ由较低分辨率的角度检测器3来检测的情况下,如已经在背景技术中所叙述的那样,速度估计值会受到时间延迟、即无用时间的影响。并且,对该速度估计值进行积分而得到的角度估计值当然也会受到无用时间的影响。这样,由于由(7)式所示的观测器所估计的速度估计值和角度估计值受到无用时间的影响,从而例如在使用受到该无用时间影响的速度估计值对电动机2的旋转速度进行反馈控制时,当角度检测器的分辨率较低且电动机2的旋转速度较低时,在速度控制中,无用时间的影响会更大,因此,产生不稳定现象的可能性会增大。
因此,本发明的实施方式1的电梯控制装置通过如以下所示的结构而避免了不稳定现象。即,本发明的实施方式1的电梯控制装置具有如下结构:在使用观测器的速度估计值和角度估计值的运算中,如后面详细说明的图3所示,将通过反馈与电动机2的旋转角θ有关的估计误差即旋转角估计误差来修正速度估计值和角度估计值的时机限定在从角度检测器3输出的脉冲信号的脉冲变化时(脉冲上升时以及下降时)。更准确地说,本发明的实施方式1的电梯控制装置在从角度检测器输出的脉冲信号的脉冲变化后的、所设定的期间中,使用观测器,利用作为旋转角估计误差乘以观测器增益K1而得到的结果的第1反馈对电动机的旋转加速度进行修正后,计算出速度估计值,并且,利用作为旋转角估计误差乘以观测器增益K2而得到的结果的第2反馈对该计算出的速度估计值进行修正后,计算出角度估计值。另一方面,在所设定的期间以外,使用旋转加速度,不是基于观测器而是基于电动机的运动方程式即(6)式来计算速度估计值以及角度估计值。其结果是,本发明的电梯控制装置实现了对不稳定现象的避免。
接着,对该不稳定现象和避免该不稳定现象的技术内容进行说明。需要注意的是,在(7)式所示的观测器中,使用对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的旋转角来运算与电动机2的旋转角θ有关的估计误差(旋转角估计误差),所述与电动机2的旋转角θ有关的估计误差是因实际的电动机2的运动特性与由(6)式所示的电动机2的运动方程式中所使用的电动机2的运动模型之间的误差(模型误差)而产生的,因此,在速度估计值和角度估计值的运算中,在反馈估计误差(旋转角估计误差)乘以观测器增益K1、K2而得到的结果时,在对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的旋转角(旋转角检测值)中存在包含有无用时间的情况。
准确地说,在对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的旋转角(旋转角检测值)中存在包含有无用时间的情况和不包含无用时间的情况。在本发明的实施方式1的电梯控制装置中,很好地利用了在该旋转角中不包含无用时间的情况。
如在前面的背景技术中所叙述的,在角度检测器的分辨率较低且电动机的旋转速度较低的情况下,存在如下的问题:作为角度检测器的输出的脉冲信号的时间间隔变长,其结果是,相对于实现速度控制的运算周期(控制周期、采样时间)不再能够获得足够的角度信息,并且旋转速度(速度检测值)的检测延迟变长。可知这里的检测延迟相当于上述无用时间。因此,旋转速度(速度检测值)、速度估计值等与速度有关的信息受到无用时间的影响,导致通过对与该速度有关的信息进行反馈控制来实现速度控制系统的电梯控制装置存在变得不稳定的可能性。此外,不限于这里所叙述的与速度有关的情况,关于与旋转角(旋转角检测值)、角度估计值有关的信息,可知也同样地会受到无用时间的影响。
然而,在本发明的实施方式1的电梯控制装置中,即使在角度检测器的分辨率较低且电动机的旋转速度较低的情况下,也仅限在不包含使速度控制系统大幅不稳定的无用时间的情况下才利用对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的旋转角,由此避免了速度控制系统的不稳定化。
即,如果在限定于角度检测器3的脉冲变化时(脉冲上升时以及下降时)的时机利用对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角,则即使在电动机的旋转速度较低的情况下,由于该旋转角是从角度检测器3输出脉冲信号的时刻的数据,因此不包含无用时间,因此避免了速度控制系统的不稳定化。
另一方面,在角度检测器3的脉冲变化时(脉冲上升时以及下降时)以外的时候,关于旋转角,在从角度检测器3不实时地输出脉冲信号的意义上来看,可以说是包含有无用时间的。从角度检测器3的脉冲变化时(脉冲上升时以及下降时)起经过的时间越长,由于受到无用时间影响的旋转速度(速度检测值)和速度估计值,电动机控制装置和电梯控制装置中的速度控制系统的不稳定度越高。
因此,本发明的实施方式1的电梯控制装置具有如下结构:关于对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的旋转角,在使用观测器的速度估计值和角度估计值的运算中,将通过反馈与电动机2的旋转角θ有关的估计误差即旋转角估计误差来修正速度估计值和角度估计值的时机限定在从角度检测器3输出的脉冲信号的脉冲变化时(脉冲上升时以及下降时)。根据该结构,本发明的实施方式1的电梯控制装置能够抑制旋转速度(速度检测值)、速度估计值等、与速度有关的信息受到无用时间的影响,通过对与该速度有关的信息进行反馈控制来实现速度控制系统,因此起到了能够避免不稳定现象的效果。
因此,本发明的实施方式1的电梯控制装置即使角度检测器的分辨率较低且电动机的旋转速度较低,也能够进行抑制了速度检测值中的检测延迟的影响的速度估计,其结果是,能够使用该速度估计值实现稳定的速度控制。
另外,至此对将使用观测器的速度估计值和角度估计值的修正时机限定在从角度检测器输出的脉冲信号的脉冲变化时(脉冲上升时以及下降时)的内容进行了说明。此外,在本发明中,不限于从角度检测器输出的脉冲信号的脉冲变化时的瞬间性的时机,还可以扩展为具有电动机的速度控制系统的不稳定度被设定在可容许的范围内的时间宽度的期间。即,设为在具有以该被设定在可容许的范围内的时间宽度的期间,也可以由观测器反复进行速度估计值和角度估计值的修正。准确地说,这里的所设定的时间宽度被确定为,从角度检测器输出的脉冲信号的脉冲变化后的、所设定的期间。这里,电动机的速度控制系统以由数字控制构成为前提,因此,这里的所设定的时间宽度能够设定为数字控制的控制周期的规定次数的量。
(1-3)速度估计部16的结构
图3是本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部16的结构图。速度估计部16使用作为速度控制器12的输出的转矩指令τM *、和对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角,将电动机2的旋转速度作为速度估计值进行估计。在图3中,由两种虚线围起的框用于示出执行各个运算的时机。即,速度估计部16构成为如下结构:原则上是按每个规定的运算周期(控制周期)来执行,一部分的处理则如上述那样仅在角度检测器3的脉冲变化时执行。另外,关于仅在脉冲变化时执行的结构,如已经叙述的那样,在本申请发明中,作为另一结构,也可以是进一步在脉冲变化后的所设定的期间中执行处理的结构。
在以下内容中,对速度估计部16的结构的细节进行说明。另外,图3是多个功能块的集合,因此,为了优先说明的易懂性,对于其中一部分,使用动作对各功能块统一进行说明。然后,使用流程图重新对速度估计部16的运算处理进行说明。
在图3中,从角度检测器3输出的脉冲信号被输入到脉冲/角度转换单元1600并被换算而转换成旋转角(电动机2的旋转角)。然后,电动机2的旋转角被输入到角度/速度转换单元1601。角度/速度转换单元1601根据电动机2的旋转角来运算电动机2的旋转速度(速度检测值)。最简单地,角度/速度转换单元1601例如通过具有对电动机2的旋转角进行时间微分的微分滤波电路来运算旋转速度(实际上,在数字电路中,使用差分运算来进行运算)。此外,也可以具有如下结构:追加了(通过数字滤波器来实现的)低通滤波器,该低通滤波器进行平滑化以去除噪声。此外,角度/速度转换单元1601也可以是每隔预先设定的规定时间来运算电动机2的旋转速度的结构。或者,也可以是如下的结构:包含有用于计测时间的结构,并且每隔预先设定的规定旋转角来运算旋转速度。
由角度/速度转换单元1601运算出的电动机2的旋转速度被输入到速度/加速度转换单元1602。速度/加速度转换单元1602根据电动机2的旋转速度运算出电动机2的加速度(加速度检测值)。最简单地,速度/加速度转换单元1602例如通过具有对电动机2的旋转速度进行时间微分的微分滤波电路来运算加速度(实际上,在数字电路中,使用差分运算来进行运算)。此外,也可以具有如下结构:追加了(通过数字滤波器来实现的)低通滤波器,该低通滤波器进行平滑化以去除噪声。此外,速度/加速度转换单元1602也可以是每隔预先设定的规定时间来运算电动机2的加速度的结构。或者,也可以是如下的结构:包含有用于计测时间的结构,并且每隔预先设定的规定旋转角来运算加速度。
由速度/加速度转换单元1602运算出的电动机2的加速度在用增益1603乘以电动机2的惯性矩J之后,由减法器1610减去作为速度控制器12的输出的转矩指令值τM *。减法器1610的输出信号被输入到负载转矩运算单元1604。负载转矩运算单元1604通过(3)式运算出负载转矩τL^(准确地说是负载转矩的估计值)。最简单地,负载转矩运算单元1604由例如一阶低通滤波器构成。此外,负载转矩运算单元1604也可以不是由一阶低通滤波器构成,而是由更高阶的传递函数表示的低通滤波器构成。此外,只要是能够运算出负载转矩τL的结构即可,滤波器的种类也不限于低通滤波器。
利用加法器1611将作为负载转矩运算单元1604的输出的负载转矩估计值与作为来自速度控制器12的输出的转矩指令值相加。即,通过由加法器1611对(5)式进行运算,输出为了使具有惯性矩J的电动机2加减速所需的转矩即加减速转矩τS。
由加法器1611运算出的加减速转矩τS是通过用增益1607乘以电动机2的惯性矩J的倒数而得到的。由此,得到电动机2的加速度信息。
增益1607的输出信号、即电动机2的加速度信息在经由减法器1612之后被输入到第一积分器1608。第一积分器1608通过对来自增益1607的输出信号(更准确地说,是来自增益1607的输出信号被修正后的信号)进行积分,输出估计电动机2的旋转速度而得到的值即速度估计值。
作为第一积分器1608的输出信号的速度估计值被输入到第二积分器1609。第二积分器1609通过对速度估计值进行积分,输出对电动机2的旋转角进行估计而得到的值即角度估计值。
接下来,对从角度检测器3输出的脉冲信号的脉冲变化时(脉冲上升时以及下降时)的处理进行说明。在从角度检测器3输出的脉冲信号的脉冲变化时,由减法器1614运算出作为第二积分器1609的输出的角度估计值与对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角之间的偏差。由减法器1614运算出的偏差在乘以作为第一增益1605的K1之后,被从来自增益1607的输出信号中减去,由此,来自增益1607的输出信号以修正后的形式被输入到第一积分器1608。然后,由第一积分器1608运算出速度估计值。此外,由减法器1614运算出的偏差在乘以作为第二增益1606的K2之后,在减法器1613中被从速度估计值中减去。然后,由第二积分器1609运算出角度估计值。
另外,作为这里的具体的脉冲变化的检测方法,例如,可以检测角度检测器3检测出的角度变化了最小分辨率的量的情况,也可以通过直接检测角度检测器3的脉冲的上升及下降的处理电路、S/W来进行。从角度检测器3输出的脉冲信号中的脉冲变化的具体检测手段不限于这里所叙述的手段,只要是能够检测脉冲变化的检测手段即可,可以是任意的结构。
(1-4)速度估计部16的运算处理流程
在以下内容中,使用流程图对速度估计部16的运算处理进行说明。图4是示出本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部对观测器的输入信号即加减速转矩的运算处理的流程图。依照本流程图来运算加减速转矩。关于以下叙述的内容,与图4一并参照图3的本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部的结构图的话,则容易理解。
首先,在步骤S1801中,速度估计部16取入从角度检测器3输出的脉冲信号。在速度估计部16取入从角度检测器3输出的脉冲信号时,脉冲信号被输入到脉冲/角度转换单元1600而进行换算,转换成旋转角(电动机2的旋转角)而取入。然后,在步骤S1802中,角度/速度转换单元1601根据电动机2的旋转角来运算电动机2的旋转速度(速度检测值)。接下来,在步骤S1803中,速度/加速度转换单元1602根据电动机2的旋转速度运算出电动机2的加速度(加速度检测值)。然后,在步骤S1804中,电动机2的加速度是用增益1603乘以电动机2的惯性矩J之后,在步骤S1805中由减法器1610减去作为速度控制器12的输出的转矩指令值τM *得到的。接下来,在步骤S1806中,负载转矩运算单元1604通过(3)式运算负载转矩τL^(准确地说是负载转矩的估计值)。然后,在步骤S1807中,通过由加法器1611与作为来自速度控制器12的输出的转矩指令值相加,对(5)式进行运算,从而算出为了运算出使惯性矩J的电动机2加减速的加减速转矩τS所需的转矩。
这里运算出的加减速转矩τS被输入到速度估计部的观测器。并且,加减速转矩τS被输入到速度估计部的观测器之后的观测器的运算处理根据是否为从角度检测器3输出的脉冲信号的脉冲变化时(脉冲的上升时以及下降时)而不同。更准确地说,如已经叙述的那样,在从角度检测器输出的脉冲信号的脉冲变化后的所设定的期间中,使用观测器,利用旋转角估计误差乘以观测器增益K1而得到的结果的第1反馈对电动机的旋转加速度进行修正之后,计算出速度估计值,并且,利用旋转角估计误差乘以观测器增益K2而得到的结果的第2反馈对该计算出的速度估计值进行修正之后,计算出角度估计值。另一方面,在所设定的期间以外,使用旋转加速度,不是基于观测器而是基于电动机的运动方程式即(6)式计算出速度估计值以及角度估计值。
因此,作为图4所示的流程的继续,对于观测器中的估计值的修正时机在角度检测器的脉冲变化后控制周期仅为1次的情况、以及估计值的修正时机在角度检测器的脉冲变化后控制周期为规定次数的情况,使用附图对速度估计部的观测器的运算处理流程进行说明。
具体而言,图5是示出使用了本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部的加减速转矩的运算处理(其一:估计值的修正时机在角度检测器的脉冲变化后控制周期仅为1次的情况)的流程图。图6是示出使用了本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部的加减速转矩的运算处理(其二:估计值的修正时机在角度检测器的脉冲变化后控制周期为规定次数的情况)的流程图。
首先,关于观测器中的估计值的修正时机在角度检测器的脉冲变化后控制周期仅为1次的情况,使用图5对速度估计部的观测器的运算处理流程进行说明。
首先,在步骤S1901中,输入由加法器1611运算出的加减速转矩τS,利用增益1607将该加减速转矩τS乘以电动机2的惯性矩J的倒数,得到电动机2的加速度信息。然后,在步骤S1902中,判断从角度检测器输出的脉冲信号是否有变化。
当在步骤S1902的判断结果中脉冲信号发生了变化时,在步骤S1903中,通过减法器1614运算出作为第二积分器1609的输出的角度估计值与对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角之间的偏差。接下来,作为利用第一增益1605进行的运算,将在步骤S1904中由减法器1614运算出的偏差乘以K1。然后,在步骤S1905中从来自增益1607的输出信号减去该乘法结果之后,在步骤S1906中输入到第一积分器1608,运算出速度估计值。此外,作为利用第二增益1606进行的运算,将在步骤S1907中由减法器1614运算出的偏差乘以K2。然后,在步骤S1908中,作为减法器1613中的运算,从速度估计值减去该乘法运算结果。然后,在步骤S1909中,由第二积分器1609对该减法运算结果进行积分,得到角度估计值。
此外,当在步骤S1902的判断结果中脉冲信号没有变化时,在步骤S2001中将其输入到第一积分器1608,运算出速度估计值。此外,在步骤2002中,速度估计值被输入到第二积分器1609以运算角度估计值。
在以上内容中,使用图5,关于观测器中的估计值的修正时机在从角度检测器输出的脉冲信号的脉冲变化后控制周期仅为1次的情况,对速度估计部的观测器的运算处理流程进行了说明。
接下来,关于观测器中的估计值的修正时机在角度检测器的脉冲变化后控制周期为规定次数的情况,使用图6对使用了速度估计部16的加速度转矩的运算处理流程进行说明。图6与图5相比,不同点在于追加了步骤S2102和步骤S2104。因此,这里对作为该不同点的、以步骤S2102和步骤S2104为中心的速度估计部的观测器的运算处理流程进行说明。
首先,在步骤S2101中,输入依照图4的流程图由加法器1611运算出的加减速转矩τS,利用增益1607将该加减速转矩τS乘以电动机2的惯性矩J的倒数,得到电动机2的加速度信息。然后,在步骤S2102中,在从角度检测器3输出的脉冲信号的脉冲变化起的所设定的期间(设定时间的期间)中,使用被设定为并维持为1的标志Flg,首先判断该标志Flg在当前时刻是0(零)还是1。
这里,当在步骤S2102的判断结果中标志Flg为0(零)的情况下,进入步骤S2103。该步骤S2103与图5中的步骤S1902对应。然后,在步骤S2103中,判断从角度检测器输出的脉冲信号是否有变化。当在步骤S2103的判断结果中脉冲信号发生了变化时,在步骤S2104中,首先将标志Flg设定为1,然后启动如下的定时器:使得在控制周期的规定次数的期间中维持该值后复位。然后,进入步骤S2105。在这之后,进行与图5相同的运算。该步骤S2105与图5中的步骤S1903对应。
当在步骤S2103的判断结果中,脉冲信号没有变化时,进入步骤S2201。在这之后,进行与图5相同的运算。该步骤S2201与图5中的步骤S2001对应。
此外,当在步骤S2102的判断结果中,标志Flg不是0(零)的情况下,进入步骤S2105。在这之后,进行与图5相同的运算。
另外,在将标志Flg的设定时间设定为一个控制周期的情况下,图6中所示的流程与图5中所示的流程实质上相等。
在以上内容中,以与图5相比的不同点即步骤S2102和步骤S2104为中心,对速度估计部的观测器的运算处理流程进行了说明。
这里,图7是示出与本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部相关联的各种信号的时序图。该时序图示出从角度检测器3输出的脉冲信号和将设定时间设定为控制周期的1次的量以及4次的量时的标志Flg。如在图5中的步骤S2104中进行了说明的那样,与脉冲信号的脉冲变化时(脉冲的上升时以及下降时)对应地,首先将标志Flg设定为1,并且示出了如下这样的定时器正确地动作的情况:在控制周期的规定次数的量(在该例子中为1次量以及4次量)的期间维持该值后,进行复位。
通过上述的角度检测器3的脉冲变化时的处理来修正误差,该误差是因实际的电动机2的运动特性与由(6)式所示的电动机2的运动方程式中使用的电动机2的运动模型之间的误差(模型化误差)引起的。如已经叙述的那样,对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的旋转角存在包含有无用时间的情况。更准确地说,对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的旋转角在脉冲变化时不包含无用时间,在除此以外的时机则包含有无用时间。关于对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角,在脉冲的上升以及下降的时机以外时,对于从角度检测器3输出的脉冲信号的脉冲变化后的所设定的期间,通过切断误差修正循环来防止无用时间的循环。另外,如至此反复叙述的那样,这里的脉冲变化时是指,不限于脉冲变化时的瞬间性时机,而是被设为,具有在检测到脉冲变化后速度控制系统的不稳定度被设定在可容许的范围内的时间宽度。作为该脉冲变化时的具体的实现方法,是通过如下方式来实现的:将检测到脉冲变化起进行基于误差修正循环的模型化误差的修正的次数设定为速度估计部16运算出的运算周期的规定次数。最简单地是,可以是检测到脉冲变化的时机的1次的运算周期(控制周期),但也可以是那以上的次数。然而,当在多次的运算周期(控制周期)的期间中执行误差修正循环时,存在受到无用时间的影响而不稳定化的可能性,因此,在设定运算周期(控制周期)的规定次数的情况下需要注意。
(1-5)电梯控制装置1的效果
在以上那样的结构中,限定在每检测到观测信息即从角度检测器3输出的脉冲信号中的脉冲变化时(脉冲的每个上升沿以及下降沿)来实施观测器对模型化误差的修正动作,由此,使得向观测器的输入信号即加减速转矩τS不包含无用时间,因此,作为估计结果的速度估计值和角度估计值不受无用时间的影响。模型化误差的修正使用对包含有无用时间的、从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角,但是,仅使用不包含无用时间的、由角度检测器3检测到的脉冲上升时以及下降时的信息来进行误差修正,在包含无用时间时,通过切断误差修正循环,能够防止无用时间的循环。
图8是示出本发明的实施方式1的电梯控制装置中的速度估计部的性能的图。在图8中,示出了速度估计值和速度检测值。速度估计值是使用图3所示的速度估计部16所估计的值。速度检测值是使用较低分辨率的角度检测器3检测出的旋转角而运算出的值。从图8可知以下的情况。关于速度检测值,随着电动机2的转速变低而速度检测间隔变长。与此相对,由速度估计部16所估计的速度估计值即使在低速下也是平滑的。速度估计部16是仅使用角度检测器3的脉冲上升时以及下降时的信息来进行误差修正的结构。根据该结构,能够得到对速度检测值之间进行插值而得到的那样的速度估计值。因此,可知通过使用图3所示的速度估计部16,即使在低速下,也能够得到无用时间的影响较少的速度信息。
在现有的电梯控制装置中,使用对从较低分辨率的角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角来运算电动机2的旋转速度,在控制电动机2的旋转速度的情况下,由于旋转速度中所包含的无用时间的影响,特别是在低速下,速度控制存在不稳定化的可能性。
与此相对,在本发明的实施方式1的电梯控制装置中,通过使用速度估计值来控制电动机2的旋转速度,速度估计值能够减少无用时间的影响,即使在低速下,也能够实现稳定的速度控制。
实施方式2.
(2-1)电梯控制装置1a的结构
图9是用于说明本发明的实施方式2的电梯控制装置1的结构的图。与上述的实施方式1的、示出用于说明电梯控制装置1的结构的图的图2相比较可知,图9所示的结构相对于图2所示的结构,追加了速度运算部17和剩余距离运算部18,此外,各自的输出信号被输入到速度控制器12a。在图9中,表示由虚线围起的装置的标号1a是电梯控制装置。
并且,这里的本发明的实施方式2如使用之后所示的图10进行说明的那样,仅在电梯的轿厢5的位置接近目标楼层时,即,在轿厢5的停层期间时的低速区域中,才使用估计速度来控制电动机2的旋转速度。以下,以与实施方式1之间的不同点为中心,对本发明的实施方式2的电梯控制装置1a进行说明。
速度运算部17使用对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角来运算电动机2的旋转速度。作为速度运算部17的具体结构,最简单的是微分滤波器,通过对电动机2的旋转角进行时间微分来运算旋转速度。此外,也可以是在该微分滤波器的结构中追加用于去除由于时间微分而产生的噪声的低通滤波器的结构。此外,速度运算部17可以是每隔预先设定的规定时间运算电动机2的旋转速度的结构,也可以是包含用于计测时间的结构的、每隔预先设定的规定旋转角运算旋转速度的结构。
剩余距离运算部18使用对从角度检测器3输出的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角来运算轿厢5距目标楼层的剩余距离。具体而言,剩余距离运算部18通过对电动机2的旋转角乘以绳轮4的半径,首先运算出移动距离。然后,通过从轿厢5开始行驶的位置到目标楼层的行驶距离减去刚才的移动距离,运算出轿厢5距目标楼层的剩余距离。电梯控制装置1a通过从位于电梯控制装置1a的上级的电梯的运行管理装置等接收从轿厢5开始行驶的位置到目标楼层的距离信息,运算出距目标楼层的剩余距离。此外,也可以利用直接检测轿厢5在井道内的位置的传感器来检测轿厢5的位置。此外,也可以在使用伴随与轿厢5连接的主绳索7的移动量的、由编码器等角度检测器得到的旋转角而运算出轿厢5的移动距离之后,运算轿厢5距目标楼层的剩余距离。另外,除了上述的方法以外,只要是能够运算距目标楼层的剩余距离的结构,不特别限定于一种运算方法和结构,无论是何种方法,都不会对本发明产生任何影响。
作为速度运算部17的输出的速度检测值、作为剩余距离运算部18的输出的距目标楼层的剩余距离、以及作为速度估计部16的输出的速度估计值被输入到速度控制器12a。速度控制器12根据作为来自剩余距离运算部18的输出的距目标楼层的剩余距离,对电动机2的旋转速度控制中所使用的速度信息进行切换。速度控制器12a中的速度信息的切换具体如下所述。当距目标楼层的剩余距离在基准值以上的情况下,使用作为速度运算部17的输出的速度检测值来控制电动机2的旋转速度。另一方面,当距目标楼层的剩余距离在基准值以下的情况下,使用作为速度估计部16的输出的速度估计值来控制电动机2的旋转速度。另外,这里的用于切换速度信息的、与距目标楼层的剩余距离的基准值有关的数据可以预先存储在速度控制器12a中,也可以从外部输入。
(2-2)电梯控制装置1a中的速度控制器12a的运算处理流程
图10是示出本发明的实施方式2的电梯控制装置1a中的速度控制器12a的运算处理的流程图。当轿厢5朝向目标楼层开始行驶时,在步骤S601中,首先判断距目标楼层的剩余距离是否在基准值以下。当距目标楼层的剩余距离在基准值以下的情况下,进入步骤S602,速度控制器12a使用速度估计值运算出转矩指令值(电流指令值)。此外,当距目标楼层的剩余距离大于基准值的情况下,进入步骤S603,速度控制器12a使用速度检测值运算出转矩指令值(电流指令值)。然后,在步骤S604中,判断轿厢5是否已到达目标楼层。当在判断结果中轿厢5尚未到达时,返回步骤S601,反复进行至此所叙述的处理。当在判断结果中轿厢5已到达目标楼层的情况下,结束行驶。另外,按速度控制器12a的每个运算周期来实施依照图10的流程图的运算处理。
另外,其它结构以及各部的动作等与实施方式1相同,这里省略其说明。
如在背景技术中进行了说明的那样,在以编码器为代表的、输出与电动机的旋转角对应的脉冲信号的角度检测器3中,其输出信号为如下这样的脉冲信号:电动机2的旋转速度越高,则时间间隔越短,相反,电动机2的旋转速度越低,则时间间隔越长。刚才的无用时间与该脉冲信号的时间间隔对应。由此,无用时间的长度根据电动机2的旋转速度的高低而变化。在电动机的转速较低、且角度检测器的分辨率较低的情况下,无用时间变得非常长。并且,无论角度检测器的分辨率高低,只要电动机的旋转速度相对较低,无用时间就会相对变长。由此,在电梯轿厢5的位置接近目标楼层时,即,在轿厢5的停层期间时的低速区域中,如果使用作为速度运算部17的输出的速度检测值来控制电动机2的旋转速度,则速度检测值中包含有较长的无用时间,由此会产生速度控制系统变得不稳定的问题。因此,代替这里的速度检测值,使用作为速度估计部16的输出的速度估计值来控制电动机2的旋转速度。
速度检测值与速度估计值之间的关系与在实施方式1中已经进行了说明的图8一致。速度检测值随着电动机2的转速变低而速度检测间隔变长,成为包含有无用时间的波形。另一方面,速度估计值是由速度估计部16估计出的值,能够得到对速度检测值之间进行插值而得的速度估计值,即使在低速下,也成为平滑的波形。可知,速度估计值与速度检测值相比,即使在低速下,也成为进一步抑制了无用时间的速度信息。
因此,在电梯轿厢5的位置接近目标楼层时,即,在轿厢5的停层期间时的低速区域中,通过使用作为速度估计部16的输出的速度估计值来控制电动机2的旋转速度,由此,与使用速度检测值的情况相比,能够实现速度控制系统的稳定化。
(2-3)电梯控制装置1a的效果
在以上进行了说明的本发明的实施方式3中,在轿厢5距目标楼层的剩余距离较长时,轿厢5以梯形的速度指令值的时间波形中的例如最大速度、即电动机2的旋转速度较高的状态行驶,因此,通过对此时的从角度检测器3输出的时间间隔较短的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角伴随着脉冲信号的变化而在短时间内被更新。根据在实施方式1中已经进行了说明的图8,此时的速度检测值中所包含的无用时间变得较短,因此,即使使用该速度检测值来控制电动机2的旋转速度,也能够容易地实现速度控制系统的稳定化。
另一方面,在轿厢5距目标楼层的剩余距离较短且轿厢5为了减速而以电动机2的旋转速度较低的状态行驶时,对此时的从角度检测器3输出的时间间隔较长的脉冲信号进行换算而得到的电动机2的旋转角伴随着脉冲信号的变化而缓慢地被更新。根据在实施方式1中已经进行了说明的图8,此时的速度检测值中所包含的无用时间变得较长,因此,如果使用该速度检测值来控制电动机2的旋转速度,则存在速度控制系统变得不稳定的可能性。因此,代替这里的速度检测值而使用作为速度估计部16的输出的速度估计值来控制电动机2的旋转速度。由此,能够提高电动机2的旋转速度较低时的控制性能,从而能够稳定地进行轿厢5在目标楼层的停层动作。
实施方式3.
(3-1)电梯控制装置1b的结构
图11是示出电连接有本发明的实施方式3的电梯控制装置1b的电梯系统的结构的一例的图。与示出上述的实施方式1的电梯控制装置1所连接的电梯系统的结构的图1相比较可知,由图11所示的结构相对于图1所示的结构,追加了门区板8、门区板检测单元9。门区板8设置在与井道内的多个停靠楼层对应的多个位置,用于通知轿厢5位于能够进行安全的门开闭的范围即门区内的情况。门区板检测单元9检测门区板9,并向控制装置1b输出其检出信号。
并且,这里的实施方式3中,仅在电梯的轿厢5位于门区内时,即,在轿厢5的停层期间时的轿厢行驶速度较低的区域中,利用估计速度来控制电动机2的旋转速度。
图12是本发明的实施方式3的电梯控制装置1b的结构图。与作为上述的实施方式1的电梯控制装置的结构图的图2相比较可知,相对于图2所示的结构,追加了速度运算部17,向速度控制装置12b输入作为速度运算部17的输出的速度检测值和门区板检测单元9的检出信号。
以下,以与实施方式1之间的不同点为中心,对本发明的实施方式3的电梯控制装置1b进行说明。
速度运算部17根据角度检测器3检测出的电动机2的旋转角来运算电动机2的旋转速度。最简单地,速度运算部17利用电动机2的旋转角的时间微分来运算旋转速度。此外,也可以是为了去除时间微分引起的噪声而利用低通滤波器进行平滑化的结构。此外,利用微分滤波器运算旋转速度。并且,也可以是为了去除噪声而利用低通滤波器进行平滑化的结构。此外,速度运算部17可以每隔预先设定的规定时间运算电动机2的旋转速度,也可以是,包含有用于计测时间的结构,并且每隔预先设定的规定旋转角运算旋转速度。速度运算部17运算出的电动机2的旋转速度由于是基于角度检测器3检测出的旋转角而运算的,因此包含有无用时间。
速度运算部17运算出的速度检测值、门区板检测单元9的检出信号、以及由速度估计部16运算出的速度估计值被输入到速度控制器12。速度控制器12b基于门区板检测单元9的检出信号,对电动机2的旋转速度控制中使用的速度信息进行切换。在门区板检测单元9未检测到门区板8的情况下,是根据速度运算部17运算出的速度检测值来控制电动机2的旋转速度。另一方面,在门区板检测单元9检测到门区板8的情况下,则根据速度估计部16估计出的速度估计值来控制电动机2的旋转速度。另外,由于门区板8设置在与井道内的多个停靠楼层对应的多个位置,因此,在行驶过程中,还存在由门区板检测单元9检测出了不是目标楼层的门区板8的情况。这时,速度控制器12b虽然继续执行根据速度运算部17的速度检测值进行的电动机2的旋转速度控制,但是,例如,可以根据电动机2的旋转速度来判断检测到不是目标楼层的门区板8的情况。即,在电动机2的旋转速度即速度运算部17的速度检测值在基准值以上的情况下,这时由门区板检测单元9检测到门区板8时,判断为不是目标楼层。由此,防止按照每个门区来切换在速度控制器12运算转矩指令值时使用的电动机2的旋转速度信息的情况。
(3-2)电梯控制装置1b中的速度控制器12b的运算处理流程
图13是示出本发明的实施方式3的电梯控制装置1b中的速度控制器12b的运算处理的流程图。当轿厢5朝向目标楼层开始行驶时,判断是否检测到目标楼层的门区板(步骤S901)。在检测到目标楼层的门区板的情况下,速度控制器12b使用速度估计值(步骤S902)来运算转矩指令值(电流指令值)。此外,在未检测到目标楼层的门区板的情况下,使用速度检测值(步骤S903)来运算转矩指令值(电流指令值)。然后,判断是否已到达目标楼层(步骤S904),在尚未到达时,返回步骤S901,反复进行相同的处理。在已到达目标楼层的情况下,结束行驶。另外,按速度控制器12b的每个运算周期来实施基于图13的流程图的速度选择处理。
这里,以与实施方式1之间的不同点为中心,对本发明的实施方式3的电梯控制装置1b进行了说明,其它结构以及各部的动作等与实施方式1相同,这里省略其说明。
(3-3)电梯控制装置1b的效果
在以上进行了说明的本发明的实施方式3中,在电动机2的旋转速度较快而使得角度检测器3检测出的旋转角在短时间内被更新时,即,在到目标楼层的剩余距离较长、且未检测到目标楼层的门区板8时,速度检测值的无用时间也较少,因此,根据速度检测值来控制电动机2的旋转速度。另一方面,在电动机2的旋转速度较慢时,即,在到目标楼层的剩余距离较短而进行减速并且检测到门区板8时,角度检测器3检测出的旋转角的更新时间变长,速度检测值受到无用时间的强烈影响,助长了速度控制器12b的不稳定化,因此根据速度估计值来控制电动机2的旋转速度。由此,能够提高电动机2的旋转速度较低时的控制性能,能够稳定地进行轿厢5的停层。
实施方式4.
(4-1)电梯控制装置1c的结构
图14是用于说明本发明的实施方式4的电梯控制装置1c的结构的图。与用于说明上述的实施方式1的电梯控制装置的结构的图即图2相比较可知,由图14所示的结构相对于图2所示的结构,追加了速度运算部17,输出信号被输入到速度控制器12c。此外,速度控制器12c在速度估计值异常的情况下,代替速度估计值而使用速度检测值来运算转矩指令值。在图14中,表示由虚线围起的装置的标号1c是电梯控制装置。
并且,在这里的本发明的实施方式4中,利用根据角度检测器3检测出的旋转角求出的电动机2的旋转速度来监视速度估计部16的速度估计值。
以下,以与实施方式1之间的不同点为中心,对本发明的实施方式4的电梯控制装置1c进行说明。
速度运算部17根据角度检测器3检测出的电动机2的旋转角来运算电动机2的旋转速度。最简单地,速度运算部17利用电动机2的旋转角的时间微分来运算旋转速度。此外,也可以是为了去除时间微分引起的噪声而利用低通滤波器进行平滑化的结构。此外,利用微分滤波器运算旋转速度。并且,也可以是为了去除噪声而利用低通滤波器进行平滑化的结构。此外,速度运算部17可以每隔预先设定的规定时间运算电动机2的旋转速度,也可以是,包含有用于计测时间的结构,并且每隔预先设定的规定旋转角运算旋转速度。
图15示出速度控制器12c所实施的速度估计值的监视处理中的监视速度。相对于由速度运算部17运算出的速度检测值,利用在正侧和负侧设置了规定的速度裕量的监视速度来监视速度估计部16所估计的速度估计值。速度控制器12c在速度估计值超过监视速度时,不利用速度估计部16所估计的速度估计值,而利用速度运算部17运算出的速度检测值来运算转矩指令值(电流指令值)。当速度估计值在监视速度以内的情况下,利用速度估计值来运算转矩指令值(电流指令值)。
(4-2)电梯控制装置1c中的速度控制器12c的运算处理流程
图16是示出实施方式4的电梯控制装置1c中的速度控制器12c的运算处理的流程的图。当轿厢5朝向目标楼层开始行驶时,判定速度估计部16所估计的速度估计值是否在监视速度以内(S1201)。当速度估计值在监视速度以内的情况下,将速度异常标志设定为“低”(步骤1202),速度控制器12c使用速度估计值(步骤S1204)来运算转矩指令值(电流指令值)。此外,当速度估计值超过了监视速度的情况下,将速度异常标志设定为“高”(步骤1203),速度控制器12c使用速度检测值(步骤S1205)来运算转矩指令值(电流指令值)。然后,判定是否已到达目标楼层(步骤S1206),在尚未到达时,判定速度异常标志是否为“低”(步骤S1207)。在速度异常标志为“低”的情况下,返回步骤S1201,反复进行相同的处理。在速度异常标志为“高”的情况下,进行步骤S1205的处理,即,使用速度检测值来继续运算转矩指令。在已到达目标楼层的情况下,结束行驶。另外,按速度控制器12c的每个运算周期来实施基于图16的流程图的速度监视处理。如图16的流程图所示,在速度估计值超过监视速度时,通过使用速度检测值继续运算转矩指令,来确保速度控制的安全性。由于检测速度包含无用时间的影响,因此停层附近的低速区域的控制性能要比利用速度估计值进行的控制差,但是,相比于利用异常的速度估计值实施速度控制,能够使电梯更安全地行驶。
在图16的流程图中,构成为,在速度估计值超过监视速度1次时,速度控制器12c使用速度检测值来运算转矩指令值(电流指令值),但是,也可以是,在速度估计值连续在多次的运算周期中超过监视速度的情况下,使用速度检测值来运算转矩指令值(电流指令值)。
这里,以与实施方式1之间的不同点为中心,对本发明的实施方式4的电梯控制装置1c进行了说明,但是,其它结构以及各部的动作等与实施方式1相同,这里省略其说明。
另外,除了这里进行了说明的结构以外,例如,即使是像实施方式2、3那样地根据到目标楼层的剩余距离、门区板信号来切换速度的结构,也能够没有任何问题地实施本实施方式4。
(4-3)电梯控制装置1c的效果
以上,在本发明的实施方式4中,在速度估计部16所估计的速度估计值超过了基于检测速度而设定的监视速度的情况下,利用速度检测值来运算转矩指令,在速度估计值的估计误差较大的情况下,判定为异常状态,由此能够安全地实施速度控制。
实施方式5.
(5-1)电梯控制装置1d的结构
图17是示出电连接有本发明的实施方式5的电梯控制装置1d的电梯系统的结构的一例的图。与示出与上述的实施方式1的电梯控制装置1连接的电梯系统的结构的图1相比较可知,由图17所示的结构相对于图1所示的结构,追加了称量装置10。称量装置10测定轿厢5内部的载荷,并向控制装置1输出其检测信号。在图17中,表示由虚线围起的装置的标号1d是电梯控制装置。
并且,在这里的实施方式5中,根据测定轿厢5的载荷的称量装置的检测信号来监视由速度运算部16计算的负载转矩估计值。
此外,图18是用于说明实施方式5的电梯控制装置1d的结构的图。与示出上述的实施方式1的电梯控制装置所连接的电梯系统的结构的图1相比较可知,由图18所示的结构相对于图2所示的结构,追加了速度运算部17。此外,速度估计部16d被输入称量装置10的检测信号,作为其结果是,将速度估计值和负载转矩监视标志输出至速度控制器12d。
以下,以与实施方式1之间的不同点为中心,对本发明的实施方式5的电梯控制装置1d进行说明。
速度运算部17根据角度检测器3检测出的电动机2的旋转角来运算电动机2的旋转速度。最简单地,速度运算部17利用电动机2的旋转角的时间微分来运算旋转速度。此外,也可以是为了去除时间微分引起的噪声而利用低通滤波器进行平滑化的结构。此外,利用微分滤波器运算旋转速度。并且,也可以是为了去除噪声而利用低通滤波器进行平滑化的结构。此外,速度运算部17可以每隔预先设定的规定时间运算电动机2的旋转速度,也可以是,包含有用于计测时间的结构,并且每隔预先设定的规定旋转角运算旋转速度。
图19是示出实施方式5的电梯控制装置1d中的速度估计部16d所实施的负载转矩估计值的监视处理中的监视转矩的图。在电梯中,轿厢5的质量比对重6的质量轻。轿厢5的额定装载量是既定的,通常被设计成:当额定承载量的一半的载荷施加于轿厢5时,对重6与轿厢5平衡。因此,轿厢5与对重6的质量差引起的不平衡转矩作为负载转矩而作用于电动机2。在轿厢5开始行驶之前,只是轿厢5与对重6的质量差引起的不平衡转矩作为负载转矩作用于电动机2,但是,当轿厢5开始行驶时,通过电梯整体的惯性与加速度之积来表示的加速度的量的负载转矩发挥作用。另外,这里的电梯整体的惯性是指,还包含根据轿厢5内的乘客的体重而换算得到的惯性。因此,在行驶过程中,作用于电动机2的负载转矩为不平衡转矩与加速度的量的负载转矩之和。由于能够利用称量装置10来检测的是轿厢5的载荷,因此,根据称量装置10的检测值,能够运算出轿厢5与对重6的不平衡转矩。针对该不平衡转矩,利用在正侧和负侧设置了规定的转矩裕量的监视转矩来监视速度估计部16d所估计的负载转矩估计值。速度估计部16d在负载转矩估计值超过监视转矩时,将负载转矩异常标志设为“高”而输出至速度控制器12d。在负载转矩估计值未超过监视转矩时,负载转矩异常标志为“低”。并且,速度控制器12d在负载转矩异常标志为“高”时,不是根据速度估计部16d所估计的速度估计值,而是根据速度运算部17运算出的速度检测值来运算转矩指令值(电流指令值)。在负载转矩异常标志为“低”的情况下,根据速度估计值来运算转矩指令值(电流指令值)。
(5-2)电梯控制装置1d中的速度估计部16d的运算处理流程
图20是示出实施方式5的电梯控制装置1d中的速度估计部16d的运算处理的流程图。当轿厢5朝向目标楼层开始行驶时,判定速度估计部16d所估计的负载转矩估计值是否在监视转矩以内(S1601)。当负载转矩估计值在监视转矩以内的情况下,将负载转矩监视标志设定为“低”(步骤1602),并将其输出至速度控制器12d。此外,当负载转矩估计值超过监视转矩的情况下,将负载转矩监视标志设定为“高”(步骤1603),并将其输出至速度控制器12d。然后,判定是否已到达目标楼层(步骤S1604),在未到达时,判定负载转矩监视标志是否为“低”(步骤S1605)。在负载转矩监视标志为“低”的情况下,返回步骤S1601,反复进行相同的处理。在负载转矩监视标志为“高”的情况下,进行步骤S1603的处理,即,将负载转矩监视标志设为“高”而继续进行处理。在已到达目标楼层的情况下,结束行驶。另外,按速度估计部16d的每个运算周期来实施基于图20的流程图的速度监视处理。
(5-3)电梯控制装置1d中的速度控制器12d的运算处理流程
图21是示出实施方式5的电梯控制装置1d中的速度控制器12d的运算处理的流程图。当轿厢5朝向目标楼层开始行驶时,判定负载转矩监视标志是否为“低”(步骤S1701)。在负载转矩监视标志为“低”的情况下,速度控制器12d使用速度估计值(步骤S1702)来运算转矩指令值(电流指令值)。此外,在负载转矩监视标志不是“低”,即,在负载转矩监视标志是“高”的情况下,使用速度检测值(步骤S1703)来运算转矩指令值(电流指令值)。然后,判断是否已到达目标楼层(步骤S1704),在尚未到达时,返回步骤S1701,反复进行相同的处理。在已到达目标楼层的情况下,结束行驶。另外,按照速度控制器12d的每个运算周期来实施基于图21的流程图的速度选择处理。
另外,其它结构以及各部的动作等与实施方式1相同,这里省略其说明。
(5-4)电梯控制装置1d的效果
在以上进行了说明的本发明的实施方式5中,如图20、图21的流程图那样,当负载转矩估计值超过监视转矩时,速度估计值也成为异常的值,因此,代替该速度估计值而使用速度检测值来运算转矩指令,由此能够确保速度控制的安全性。由于速度检测值包含有无用时间的影响,因此,停层附近的低速区域的控制性能要比利用速度估计值进行的控制差,但是,相比于使用异常的速度估计值来实施速度控制,能够使电梯更安全地行驶。
在图20的流程图中,构成为,在负载转矩估计值超过监视转矩1次时,速度控制器12d使用速度检测值来运算转矩指令值(电流指令值),但是也可以是,在负载转矩估计值连续在多次的运算周期中超过监视转矩的情况下,使用速度检测值来运算转矩指令值(电流指令值)。
这里,以与实施方式1之间的不同点为中心,对本发明的实施方式5的电梯控制装置1d进行了说明,但是,其它结构以及各部的动作等与实施方式1相同,这里省略其说明。
另外,除了这里进行了说明的结构以外,例如,即使是根据到目标楼层的剩余距离、门区板信号来切换速度的结构,也能够没有任何问题地实施本实施方式。
另外,称量装置10也可以不是直接安装于如图16所示的轿厢5而是测定作用于主绳索7的载荷那样的方式。用于实施本发明的称量装置10的结构没有限定。
在本说明书中,仅对在本发明中记载的具体的例子详细地进行了说明,作为其它例子,例如,在本发明的技术范围内能够进行框图的变形和修正对于本领域技术人员来说是显而易见的,这样的变形和修正当然包含在本发明中。
另外,电梯整体的设备布局及绕绳方式等不限于图1、图11及图17的例子。例如,本发明还能够应用于2:1绕绳方式的电梯。此外,例如,由电动机1构成的曳引机的位置也不限于图1的例子。此外,本发明能够应用于例如无机房电梯、双层电梯、单井道多轿厢方式电梯或斜行电梯等各种类型的电梯。
标号说明
1:电梯控制装置(在图中,为了节省空间,记作“控制装置”);
2:电动机;
3:角度检测器;
12:速度控制器;
16:速度估计部;
1601:角度/速度转换单元;
1602:速度/加速度转换单元;
1604:负载转矩运算单元;
1608:第一积分器;
1609:第二积分器;
1605:第一增益;
1606:第二增益。
Claims (11)
1.一种电动机控制装置,其具有角度检测器,该角度检测器输出与驱动机械系统的电动机的旋转角对应的脉冲信号,所述电动机控制装置依照所述电动机的速度指令值,生成所述电动机的转矩指令值而进行所述电动机的速度控制,其特征在于,
所述电动机控制装置具备:
估计部,其使用所述电动机的旋转加速度,计算所述电动机的旋转速度以及所述旋转角分别作为速度估计值以及角度估计值,所述电动机的旋转加速度是根据由所述转矩指令值和作用于所述电动机的负载转矩的估计值的合计值定义的、与所述电动机有关的转矩信息,基于所述电动机的运动方程式计算出的;以及
速度控制器,其使用所述估计部计算出的所述速度估计值,以使得追随所述速度指令值的方式输出所述转矩指令值,
所述估计部在所述脉冲信号的脉冲变化后的所设定的期间中,使用所述旋转加速度和对所述脉冲信号进行换算而得到的所述旋转角,基于观测器计算出所述速度估计值以及所述角度估计值,
在所述所设定的期间以外,使用所述旋转加速度,不是基于所述观测器而是基于所述电动机的所述运动方程式计算出所述速度估计值以及所述角度估计值。
2.根据权利要求1所述的电动机控制装置,其特征在于,
所述估计部在所述脉冲信号的脉冲变化后的所述所设定的期间中,在通过所述角度估计值与对所述脉冲信号进行换算而得到的所述旋转角之间的偏差即旋转角估计误差的第一反馈对所述旋转加速度进行修正后,计算出所述速度估计值,在通过所述旋转角估计误差的第二反馈对该计算出的所述速度估计值进行修正后,计算出所述角度估计值,
在所述所设定的期间以外,使用所述旋转加速度,基于所述电动机的所述运动方程式计算出所述速度估计值以及所述角度估计值。
3.根据权利要求2所述的电动机控制装置,其特征在于,
所述估计部具备第一积分单元、第二积分单元以及减法单元,其中,
所述第一积分单元被输入所述旋转加速度,进行积分运算以计算出所述速度估计值,
所述第二积分单元被输入所述速度估计值,进行积分运算以计算出所述角度估计值,
所述减法单元在所述脉冲信号的脉冲变化后的所设定的期间中,为了修正作为所述第一积分单元的输入的所述旋转加速度,从所述旋转加速度中减去对所述旋转角估计误差乘以第一增益而得到的值,并且,为了修正作为所述第二积分单元的输入的所述速度估计值,从所述速度估计值中减去对所述旋转角估计误差乘以第二增益而得到的值。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动机控制装置,其特征在于,
所述电动机控制装置具有负载转矩估计部,该负载转矩估计部计算所述负载转矩的估计值即负载转矩估计值,所述负载转矩估计值是计算所述估计部为了计算所述电动机的所述旋转速度以及所述旋转角各自的估计值即所述速度估计值以及所述角度估计值而使用的所述电动机的旋转加速度所需的,
所述负载转矩估计部具备速度/加速度转换单元以及负载转矩运算单元,其中,所述速度/加速度转换单元被输入根据对所述脉冲信号进行换算而得到的所述旋转角计算出的速度检测值,进行运算以计算出所述电动机的加速度作为加速度检测值,
所述负载转矩运算单元根据所述转矩指令值和速度/加速度转换单元计算出的所述加速度检测值来进行运算,以计算出负载转矩作为所述负载转矩估计值。
5.根据权利要求4所述的电动机控制装置,其特征在于,
所述负载转矩估计部的至少一部分结构包含在所述估计部中。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的电动机控制装置,其特征在于,
所述速度控制器根据监视速度的上限值以及下限值来监视所述速度估计值,所述监视速度的上限值以及下限值是针对根据对所述脉冲信号进行换算而得到的所述旋转角计算出的速度检测值设置监视速度裕量而得到的,
在所述估计部计算出的所述速度估计值超过由所述监视速度的所述上限值和所述下限值确定的容许范围时,使用根据对所述脉冲信号进行换算而得到的所述旋转角计算出的速度检测值来代替该速度估计值而输出所述转矩指令值,
在所述估计部计算出的所述速度估计值处于所述监视速度的所述容许范围内时,使用该速度估计值输出所述转矩指令值。
7.一种电梯控制装置,其特征在于,
该电梯控制装置具备权利要求1至6中的任一项所述的电动机控制装置,
所述电动机构成为使电梯的轿厢行驶的曳引机的一部分,并使所述曳引机进行驱动。
8.根据权利要求7所述的电梯控制装置,其特征在于,
所述电梯控制装置具有:
剩余距离计算部,其计算出在井道内进行升降运动的所述轿厢距目标楼层的剩余距离作为剩余距离值;以及
速度运算部,其根据对所述脉冲信号进行换算而得到的所述旋转角进行运算,该运算用于计算出所述电动机的旋转速度作为速度检测值,
所述速度控制器
当所述剩余距离值在剩余距离基准值以下时,使用所述估计部计算出的所述速度估计值输出所述转矩指令值,
当所述剩余距离值不在所述剩余距离基准值以下时,使用所述速度运算部计算出的速度检测值来代替所述估计部计算出的所述速度估计值而输出所述转矩指令值。
9.根据权利要求8所述的电梯控制装置,其特征在于,
所述速度运算部与所述估计部共享所述估计部中的角度/速度转换单元。
10.根据权利要求7所述的电梯控制装置,其特征在于,
所述电梯控制装置具有速度运算部和门区板检测单元,该速度运算部根据对所述脉冲信号进行换算而得到的所述旋转角计算所述电动机的旋转速度作为速度检测值,该门区板检测单元与针对井道内的各楼层中的每个楼层设置的门在高度方向上的位置对应地设置,对用于检测所述轿厢的停层位置的门区板进行检测,
所述速度控制器在所述门区板检测单元未检测到所述轿厢的位置处于门区时,使用所述速度运算部计算出的速度检测值来代替所述估计部计算出的所述速度估计值而输出所述转矩指令值,
在所述门区板检测单元检测到所述轿厢的位置处于所述门区时,使用所述估计部计算出的所述速度估计值而输出所述转矩指令值。
11.根据权利要求7至10中的任一项所述的电梯控制装置,其特征在于,
所述电梯控制装置具有称量装置,该称量装置计测在井道内升降的轿厢内的载荷,
所述速度控制器或估计部根据对作用于所述电动机的静态负载转矩设置了监视转矩裕量的监视转矩的上限值以及下限值来监视所述负载转矩的估计值,所述静态负载转矩是使用在所述轿厢关门之后、且在所述轿厢朝向目标楼层开始行驶之前所计测的所述称量装置的计测值计算出的,并且,
所述速度控制器
在所述负载转矩的估计值超过由所述监视转矩的上限值以及下限值确定的容许范围时,使用速度检测值来代替所述估计部计算出的所述速度估计值而输出所述转矩指令值,所述速度检测值是根据对从所述角度检测器输出的脉冲信号进行换算而得到的所述旋转角计算出的,
在所述负载转矩的估计值处于所述监视转矩的所述容许范围内时,使用所述估计部计算出的所述速度估计值输出所述转矩指令值。
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