CN113852313A - 电梯曳引机控制电路、方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

电梯曳引机控制电路、方法、装置、系统及存储介质 Download PDF

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CN113852313A CN202111055986.9A CN202111055986A CN113852313A CN 113852313 A CN113852313 A CN 113852313A CN 202111055986 A CN202111055986 A CN 202111055986A CN 113852313 A CN113852313 A CN 113852313A
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Abstract

本申请涉及一种电梯曳引机控制电路、方法、装置、系统及存储介质。该电梯曳引机控制电路，包括：第一传感器；第一传感器通过探测设于曳引机的转子上随转子转动的磁场发生装置产生的磁场方向，得到磁场发生装置的磁场角度；第二传感器；第二传感器设于曳引机上与转子同轴转动的部件旁，用于探测部件的移动距离；信号处理器；信号处理器分别与第一传感器和第二传感器相连接；信号处理器还用于连接曳引机的控制回路；信号处理器周期性对磁场角度和移动距离进行采样，基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速并输出；转子的位置和转子的转速用于指示曳引机的控制回路控制曳引机进行闭环运行。本申请可有效降低对曳引机的运行控制成本。

Description

电梯曳引机控制电路、方法、装置、系统及存储介质
技术领域
本申请涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种电梯曳引机控制电路、方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
电梯曳引机在闭环运行时，需要通过编码器反馈电机当前的转子位置。为了获得良好的电梯舒适感，要求使用分辨率和精度都较高的编码器。目前来说，主要是使用光电式的编码器。一般来说，为了使舒适感达标，要求编码器的脉冲数达到2^19pls/r(脉冲/圈)以上，如果要用于无称重启动(松开抱闸瞬间检测轿厢溜车情况，并快速给出补偿力矩)，则至少要达到2^20pls/r。另外，为了上电启动时就获得电机的转子位置，一般会要求使用带转子角度指示的编码器(如带UVW相位信息，或者正余弦信息)。然而，脉冲数越高，意味着光电编码器的码盘刻度越多，制作越困难，这就导致了编码器成本高的问题。同时，目前高脉冲数的码盘一般使用玻璃制作，这导致了光电编码器在应对振动和冲击的能力很弱，容易损坏。
在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：目前的电梯曳引机的运行控制成本过高、且曳引机的高分辨率光电编码器容易损坏。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电梯曳引机控制电路、方法、装置、系统及存储介质。
一种电梯曳引机控制电路，包括：
第一传感器；第一传感器通过探测设于曳引机的转子上随转子转动的磁场发生装置产生的磁场方向，得到磁场发生装置的磁场角度；
第二传感器；第二传感器设于曳引机上与转子同轴转动的部件旁；第二传感器用于探测部件的移动距离；
信号处理器；信号处理器分别与第一传感器和第二传感器相连接；信号处理器还用于连接曳引机的控制回路；信号处理器周期性对磁场角度和移动距离进行采样，基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速并输出；转子的位置和转子的转速用于指示曳引机的控制回路控制曳引机进行闭环运行。
在其中一个实施例中，
第一传感器为磁编码器；第二传感器为纹理跟踪传感器；部件为曳引机的制动轮；磁场发生装置为磁铁。
一种电梯曳引机控制方法，应用于上述的信号处理器，包括：
周期性对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行采样；磁场角度为第一传感器通过探测设于曳引机的转子上，随转子转动的磁场发生装置产生的磁场方向得到的；移动距离为设于曳引机上与转子同轴转动的部件旁的第二传感器探测得到；
基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速并输出；转子的位置和转子的转速用于指示曳引机的控制回路控制曳引机进行闭环运行。
在其中一个实施例中，基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速的步骤中，基于以下模型确定转子的位置：
Figure BDA0003254623330000021
其中，
Figure BDA0003254623330000022
为第k次采样时的转子的位置；θ1为第一次采样时的磁场角度；
Figure BDA0003254623330000023
为转子的零点位置和第一传感器的零点位置的角度差值；di为部件在第i-1次采样到第i次采样之间的移动距离，d1＝0；r为第二传感器在部件表面的投影点到部件的旋转轴心的距离。
在其中一个实施例中，基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速的步骤中，基于以下模型确定转子的转速：
Figure BDA0003254623330000024
其中，vk为第k次采样时的转子的转速；dk为部件在第k-1次采样到第k次采样之间的移动距离，d1＝0；Δt为采样周期；r为第二传感器在部件表面的投影点到部件的旋转轴心的距离。
在其中一个实施例中，基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速的步骤之后，还包括：
对转子的位置进行校正，得到校正后的转子的位置。
在其中一个实施例中，对转子的位置进行校正，得到校正后的转子的位置的步骤中，基于卡尔曼滤波的估算-校正模型得到校正后的转子的位置：
Figure BDA0003254623330000031
其中，
Figure BDA0003254623330000032
为第k次采样时的校正后的转子的位置；
Figure BDA0003254623330000033
为第k次采样时的转子的位置；K为卡尔曼系数；θk为第k次采样时的磁场角度；
Figure BDA0003254623330000034
为转子的零点位置和第一传感器的零点位置的角度差值。
一种电梯曳引机控制装置，应用于上述的信号处理器，包括：
采样模块，用于周期性对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行采样；磁场角度为第一传感器通过探测设于曳引机的转子上，随转子转动的磁场发生装置产生的磁场方向得到的；移动距离为设于曳引机上与转子同轴转动的部件旁的第二传感器探测得到；
处理模块，用于基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速并输出；转子的位置和转子的转速用于指示曳引机的控制回路控制曳引机进行闭环运行。
一种电梯曳引机控制系统，包括：磁场发生装置、曳引机以及权利要求1至2任一项的电梯曳引机控制电路；
磁场发生装置设于曳引机的转子上随转子转动；
电梯曳引机控制电路与曳引机的控制回路相连接。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点和有益效果：
本申请通过第一传感器探测设于曳引机的转子上随转子转动的磁场发生装置产生的磁场方向得到磁场发生装置的磁场角度，通过设于曳引机上与转子同轴转动的部件旁的第二传感器探测部件的移动距离，再通过信号处理器周期性地对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行采样，从而基于磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离确定转子的位置和转子的转速，进而通过获得的转子的位置和转子的转速指示曳引机的控制回路控制曳引机进行闭环运行。本申请可以采用低精度的第一传感器用于得到磁场发生装置的磁场角度，辅以第二传感器得到部件的移动距离，再结合信号处理器对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行周期采样和处理，得到转子的位置和转子的转速，从而代替了现有高成本的高精度编码器，本申请在对曳引机的运行控制达到了与现有采用高精度编码器的控制电路相当的控制效果的同时，有效降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例中电梯曳引机控制电路的结构框图；
图2为一个实施例中传感器布置的结构示意图；
图3为另一个实施例中电梯曳引机控制电路的结构示意图；
图4为一个实施例中电梯曳引机控制方法的流程示意图；
图5为一个实施例中电梯曳引机控制装置的结构框图；
图6为一个实施例中电梯曳引机控制系统的结构框图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电梯曳引机控制电路，可以包括：
第一传感器；第一传感器通过探测设于曳引机的转子上随转子转动的磁场发生装置产生的磁场方向，得到磁场发生装置的磁场角度；
第二传感器；第二传感器设于曳引机上与转子同轴转动的部件旁；第二传感器用于探测部件的移动距离；
信号处理器；信号处理器分别与第一传感器和第二传感器相连接；信号处理器还用于连接曳引机的控制回路；信号处理器周期性对磁场角度和移动距离进行采样，基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速并输出；转子的位置和转子的转速用于指示曳引机的控制回路控制曳引机进行闭环运行。
其中，曳引机是电梯的动力设备，又称电梯主机，曳引机功能是输送与传递动力使电梯运行。它由电动机、制动器、曳引轮、机架和导向轮及附属盘车手轮等组成。导向轮一般装在机架或机架下的承重梁上。盘车手轮有的固定在电机轴上，也有平时挂在附近墙上，使用时再套在电机轴上。在电动机的闭环控制中，通过曳引机的转子的位置可以计算出控制电动机所需的三相电压/电流的值，曳引机的转子的转速可以用来调整电动机控制电梯运行的速度。
具体地，本申请通过设置第一传感器和第二传感器分别对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行测量。其中，第一传感器可以通过探测曳引机的转子上随转子转动的磁场发生装置产生的磁场方向得到磁场发生装置的磁场角度；第二传感器可以设于与曳引机的转子同轴转动的部件附近，用于探测部件的移动距离，部件的移动距离即为部件表面随转子转过的距离。
在通过第一传感器得到磁场发生装置的磁场角度以及通过第二传感器得到部件的移动距离的情况下，再通过信号处理器周期性对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行采样，基于周期采样得到的磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离，确定转子的位置和转子的速度并输出，从而曳引机的控制回路根据转子的位置和转子的转速控制曳引机进行闭环运行，根据实际情况调整转子的位置和转子的转速，进而可以达到良好的电梯舒适感。
本申请通过将目前曳引机控制电路中采用的高分辨率和高精确度的编码器替代为低精确度的第一传感器，辅以检测部件的移动距离的第二传感器，再通过信号处理器对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行采样，并对周期采样得到的磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行处理，确定转子的位置和转子的转速，从而指示曳引机的控制回路控制曳引机根据磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行闭环运行，实现了与高精度、高分辨率编码器相当的功能，以获得良好的电梯舒适感。
在其中一个实施例中，如图2所示，
第一传感器可以为磁编码器；第二传感器可以为纹理跟踪传感器；部件可以为曳引机的制动轮；磁场发生装置可以为磁铁。
其中，与转子同轴转动的部件还可以为曳引机的曳引轮；电梯曳引机的转子、曳引轮、制动轮是固定在一起，以相同速度转动的；转子指整个转动的部分；曳引轮用于驱动钢丝绳/钢带带动电梯的轿厢运行；制动轮在轿厢不需要运行时由抱闸夹持，保证转子不转动。第二传感器也可以安装在曳引轮等其他与转子同轴转动的部件旁边，但一般来说，制动轮的制动面(抱闸夹持面)的加工精度较高，所以优先选择安装在制动轮旁边测量制动轮的移动距离，抱闸可以为板式抱闸，也可以采用其他形式的抱闸。
磁编码器也即磁场角度传感器，磁编码器一般由磁霍尔阵列、DSP(DigitalSignal Processing，数字信号处理器)、附加电路等组成，磁霍尔阵列可以检测在各个不同方向下的磁场强度，并由DSP计算磁场强度正负最强/过零的方向，并通过接口输出。常见的磁场角度传感器分辨率为2∧10到2∧14pls/r信号。
纹理跟踪传感器一般由光源、光学部件、成像阵列、DSP、附加电路等组成，其原理为光(可见光或红外光)从光源发射到被探测物体表面，再反射，经光学部件调整后进入成像阵列，DSP通过检测成像阵列中被测物体表面纹理(干涉条纹/在粗糙表面的阴影)的移动情况，计算纹理跟踪传感器和被测表面之间的相对运动，并通过接口输出。常见的纹理跟踪传感器分辨率为2000～24000cpi(counts per inch，每英寸测量数/每英寸计数)，即1.06～12.7μm。第二传感器还可以为光学鼠标传感器。
以半径为200mm的制动轮为例，当纹理跟踪传感器的分辨率为12.7μm(2000cpi)时，对应的最小分辨角度为
Figure BDA0003254623330000071
当纹理跟踪传感器的分辨率为1.06μm(24000cpi)时，对应的最小分辨角度为0.84*10-6rad，而20位的光电式编码器，其分辨率为
Figure BDA0003254623330000072
19位的光电式编码器分辨率为1.91*10-6rad，因此，采用纹理跟踪传感器可以获得相当于20位高精度光电式编码器的分辨率。
具体地，如图3所示，曳引机的转子上设有随转子转动的磁铁，使用磁编码器探测磁铁的磁场方向，获得转子的绝对位置(磁场发生装置的磁场角度)；第二传感器设于曳引机的制动轮旁边，制动轮随转子的转动从而第二传感器可以探测得到部件的移动距离；信号处理器周期性地对磁场发生装置的磁场角度以及部件的移动距离进行采样，并基于周期性采样得到的磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行处理，在得到转子的位置和转子的转速的情况下输出，信号处理器得到的该转子的位置和转子的转速可以指示曳引机的控制回路控制曳引机进行闭环运行，达到了与使用高分辨率、高精度编码器相当的良好的电梯舒适度。
以上，本申请采用低精度的磁编码器探测磁场发生装置的磁场角度，辅以纹理跟踪传感器探测部件的移动距离，再通过信号处理器对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行周期性采样，利用周期性采样的数据得到转子的位置和转子的转速，从而指示曳引机的控制电路控制曳引机进行闭环运行。本申请可以实现无称重启动，也可以在电梯上电时就获得曳引机的转子的位置，控制电梯曳引机进行闭环运行，达到了与采用高分辨率、高精度编码器相当的控制效果，且本申请设计思路简单，实用性非常强，电梯采用本申请的电梯曳引机控制电路可以获得良好的电梯舒适感，同时也可以大大降低成本。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种电梯曳引机控制方法，应用于上述的信号处理器，可以包括：
步骤202，周期性对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行采样；磁场角度为第一传感器通过探测设于曳引机的转子上，随转子转动的磁场发生装置产生的磁场方向得到的；移动距离为设于曳引机上与转子同轴转动的部件旁的第二传感器探测得到；
步骤204，基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速并输出；转子的位置和转子的转速用于指示曳引机的控制回路控制曳引机进行闭环运行。
具体地，磁场发生装置的磁场角度是第一传感器通过探测曳引机的转子上的磁场发生装置的磁场方向得到的，部件的移动距离是第二传感器通过对与转子同轴转动的部件进行探测得到的，通过周期性对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行采样，根据磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行处理后，得到转子的位置和转子的转速并输出，从而可以实现与高分辨率编码器相当的功能，输出的转子的位置和磁场发生装置的磁场角度用于指示曳引机进行闭环运行，还可以通过实际情况调整转子的位置和转子的转速，进而达到良好的电梯舒适感。
本申请通过对曳引机的磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行周期性采样，基于采样得到的磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离，得到用于指示曳引机进行闭环运行的转子的位置和转子的转速。从而本申请在实现了在降低成本的同时，又保证了曳引机实现如采用高分辨率、高精度编码器的控制效果，并且本申请的实用性非常强。
在其中一个实施例中，基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速的步骤中，基于以下模型确定转子的位置：
Figure BDA0003254623330000091
其中，
Figure BDA0003254623330000092
为第k次采样时的转子的位置；θ1为第一次采样时的磁场角度；
Figure BDA0003254623330000093
为转子的零点位置和第一传感器的零点位置的角度差值；di为部件在第i-1次采样到第i次采样之间的移动距离，d1＝0；r为第二传感器在部件表面的投影点到部件的旋转轴心的距离。
其中，第一次采样即为曳引机上电的情况；可以根据实际情况调整信号处理器采样的周期；磁场发生装置的磁场角度的单位采用弧度(rad)。
具体地，曳引机上电时，信号处理器进行第一次采样，此时，曳引机的转子还未开始转动，因此，部件的移动距离为d1＝0，而转子和第一传感器的零点位置可能存在角度差值，因此，第一次采样时曳引机的转子的位置为
Figure BDA0003254623330000094
θ1为第一次采样时第一传感器测得的磁场发生装置的磁场角度，
Figure BDA0003254623330000095
为转子的零点位置和第一传感器的零点位置的角度差值，曳引机的转子初始的位置即转子初始的实际角度为
Figure BDA0003254623330000101
在信号处理器进行采样的周期时间内，转子可能已经转过一定的角度，从而可以通过第二传感器测得的部件的移动距离得到转子/部件已经转过的角度，由于第二传感器探测的是与转子同轴转动的部件的移动距离，部件为制动轮、曳引轮等做圆周运动的物体，因此转子已经转过的角度可以通过部件的移动距离与部件做圆周运动的圆周的周长的关系得到；第i次采样时转子的位置则为第i-1次采样时的转子的位置加上部件在第i-1次采样到第i次采样之间的移动距离所对应的角度，即
Figure BDA0003254623330000102
di为部件在第i-1次采样到第i次采样之间的移动距离，则
Figure BDA0003254623330000103
为转子在信号处理器第i-1次采样到第i次采样之间转过的角度；而信号处理器从第一次采样到第k次采样之间转过的总角度则为
Figure BDA0003254623330000104
因此，通过获取第一次采样时的磁场发生装置的磁场角度以及部件在第i-1次采样到第i次采样之间的移动距离，可以得到第k次采样时的转子的位置
Figure BDA0003254623330000105
Figure BDA0003254623330000106
在其中一个实施例中，基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速的步骤中，基于以下模型确定转子的转速：
Figure BDA0003254623330000107
其中，vk为第k次采样时的转子的转速；dk为部件在第k-1次采样到第k次采样之间的移动距离，d1＝0；Δt为采样周期；r为第二传感器在部件表面的投影点到部件的旋转轴心的距离。
具体地，在信号处理器第一采样时，曳引机刚上电，转子还未开始转动，因此，部件的移动距离为d1＝0，此时转子的转速也为v0＝0；而在信号处理器第k次采样时，考虑到部件在第k-1次采样到第k次采样之间的移动距离为转子以第k次采样时的转子的转速在采样周期内转过的距离，因此通过
Figure BDA0003254623330000108
模型可以得到第k次采样时的转子的转速。
在其中一个实施例中，基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速的步骤之后，还可以包括：
对转子的位置进行校正，得到校正后的转子的位置。
具体地，由于基于上述模型得到的转子的位置，除了启动位置(信号处理器第一次采样时转子的位置
Figure BDA0003254623330000111
)外，完全依靠第二传感器测量的位置变化量，然而转子的运转过程中可能存在累积误差，即每次采样后转子的位置与实际转子的位置有错位，在曳引机的转子运行一段距离后，误差的累计可能大到不可接受，因此需要根据磁场发生装置的实时采集的磁场角度对每次采样得到的转子的位置进行校正。
因此，在每次采样得到转子的位置后均需要对转子的位置进行校正，防止转子的位置与实际偏差过大，从而影响曳引机的控制回路对电梯的位置和电梯运行速度的调整，进而影响电梯整体的舒适度，本申请对转子的位置进行校正保证了曳引机控制的准确性。
在其中一个实施例中，对转子的位置进行校正，得到校正后的转子的位置的步骤中，基于卡尔曼滤波的估算-校正模型得到校正后的转子的位置：
Figure BDA0003254623330000112
其中，
Figure BDA0003254623330000113
为第k次采样时的校正后的转子的位置；
Figure BDA0003254623330000114
为第k次采样时的转子的位置；K为卡尔曼系数；θk为第k次采样时的磁场角度；
Figure BDA0003254623330000115
为转子的零点位置和第一传感器的零点位置的角度差值。
具体地，转子的位置的估算值为：
Figure BDA0003254623330000116
在对转子的位置进行校正时考虑了卡尔曼系数，卡尔曼系数K可以根据实际运行效果进行设置，通过模型
Figure BDA0003254623330000117
对转子的位置的估算值进行校正，从而可以得到校正后的转子的位置，曳引机的控制回路根据校正后的转子的位置控制曳引机进行闭环运行，保证了曳引机控制的准确性，也保障了电梯运行的舒适度。
以上，本申请通过周期性对第一传感器探测到的曳引机的磁场发生装置的磁场角度和第二传感器探测到的部件的移动距离进行采样，基于磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离确定转子的位置和转子的转速并输出，从而指示曳引机的控制回路控制曳引机进行闭环运行。本申请实用性强，解决了现有电梯曳引机控制方法中采用高精度高分辨率编码器带来的高成本问题，且同时保证了曳引机闭环运行效果，提高了曳引机运行控制过程中电梯的舒适度。
应该理解的是，虽然图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种电梯曳引机控制装置，应用于上述的信号处理器，可以包括：
采样模块110，用于周期性对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行采样；磁场角度为第一传感器通过探测设于曳引机的转子上，随转子转动的磁场发生装置产生的磁场方向得到的；移动距离为设于曳引机上与转子同轴转动的部件旁的第二传感器探测得到；
处理模块120，用于基于磁场角度和移动距离，确定转子的位置和转子的转速并输出；转子的位置和转子的转速用于指示曳引机的控制回路控制曳引机进行闭环运行。
在其中一个实施例中，处理模块120还用于基于以下模型确定转子的位置：
Figure BDA0003254623330000121
其中，
Figure BDA0003254623330000122
为第k次采样时的转子的位置；θ1为第一次采样时的磁场角度；
Figure BDA0003254623330000123
为转子的零点位置和第一传感器的零点位置的角度差值；di为部件在第i-1次采样到第i次采样之间的移动距离，d1＝0；r为第二传感器在部件表面的投影点到部件的旋转轴心的距离。
在其中一个实施例中，处理模块120还用于基于以下模型确定转子的转速：
Figure BDA0003254623330000131
其中，vk为第k次采样时的转子的转速；dk为部件在第k-1次采样到第k次采样之间的移动距离，d1＝0；Δt为采样周期；r为第二传感器在部件表面的投影点到部件的旋转轴心的距离。
在其中一个实施例中，电梯曳引机控制装置还可以包括：
校正模块，用于对转子的位置进行校正，得到校正后的转子的位置。
在其中一个实施例中，校正模块还用于基于以下模型得到校正后的转子的位置：
Figure BDA0003254623330000132
其中，
Figure BDA0003254623330000133
为第k次采样时的校正后的转子的位置；
Figure BDA0003254623330000134
为第k次采样时的转子的位置；K为卡尔曼系数；θk为第k次采样时的磁场角度；
Figure BDA0003254623330000135
为转子的零点位置和第一传感器的零点位置的角度差值。
关于电梯曳引机控制装置的具体限定可以参见上文中对于电梯曳引机控制方法的限定，在此不再赘述。上述电梯曳引机控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种电梯曳引机控制系统，可以包括：磁场发生装置、曳引机以及上述的电梯曳引机控制电路；
磁场发生装置设于曳引机的转子上随转子转动；
电梯曳引机控制电路与曳引机的控制回路相连接。
本申请的电梯曳引机控制系统可以实现通过电梯曳引机控制电路对曳引机进行闭环运行控制，采用低精度的第一传感器探测磁场发生装置的磁场角度，并辅以第二传感器探测部件的移动距离，从而经过处理得到转子的位置和转子的转速，在有效降低成本的同时，保证了与采用高成本的高精度编码器相当的控制效果，进而获得良好的电梯舒适感。
在一个实施例中，提供了一种电梯，可以包括上述的电梯曳引机控制系统。
本申请的电梯可以实现在保证电梯舒适感的效果的同时，有效降低了运行控制成本，提高了产品的实用性。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电梯曳引机控制电路，其特征在于，包括：
第一传感器；所述第一传感器通过探测设于曳引机的转子上随所述转子转动的磁场发生装置产生的磁场方向，得到所述磁场发生装置的磁场角度；
第二传感器；所述第二传感器设于所述曳引机上与所述转子同轴转动的部件旁；所述第二传感器用于探测所述部件的移动距离；
信号处理器；所述信号处理器分别与所述第一传感器和所述第二传感器相连接；所述信号处理器还用于连接所述曳引机的控制回路；所述信号处理器周期性对所述磁场角度和所述移动距离进行采样，基于所述磁场角度和所述移动距离，确定所述转子的位置和所述转子的转速并输出；所述转子的位置和所述转子的转速用于指示所述曳引机的控制回路控制所述曳引机进行闭环运行。
2.根据权利要求2所述的电梯曳引机控制电路，其特征在于，
所述第一传感器为磁编码器；所述第二传感器为纹理跟踪传感器；所述部件为所述曳引机的制动轮；所述磁场发生装置为磁铁。
3.一种电梯曳引机控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至2任一项所述的信号处理器，包括：
周期性对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行采样；所述磁场角度为第一传感器通过探测设于曳引机的转子上，随所述转子转动的所述磁场发生装置产生的磁场方向得到的；所述移动距离为设于所述曳引机上与所述转子同轴转动的所述部件旁的第二传感器探测得到；
基于所述磁场角度和所述移动距离，确定所述转子的位置和所述转子的转速并输出；所述转子的位置和所述转子的转速用于指示所述曳引机的控制回路控制所述曳引机进行闭环运行。
4.根据权利要求3所述的电梯曳引机控制方法，其特征在于，所述基于所述磁场角度和所述移动距离，确定所述转子的位置和所述转子的转速的步骤中，基于以下模型确定所述转子的位置：
Figure FDA0003254623320000011
其中，
Figure FDA0003254623320000012
为第k次采样时的所述转子的位置；θ1为第一次采样时的所述磁场角度；
Figure FDA0003254623320000021
为所述转子的零点位置和所述第一传感器的零点位置的角度差值；di为所述部件在第i-1次采样到第i次采样之间的所述移动距离，d1＝0；r为所述第二传感器在所述部件表面的投影点到所述部件的旋转轴心的距离。
5.根据权利要求3所述的电梯曳引机控制方法，其特征在于，所述基于所述磁场角度和所述移动距离，确定所述转子的位置和所述转子的转速的步骤中，基于以下模型确定所述转子的转速：
Figure FDA0003254623320000022
其中，vk为第k次采样时的所述转子的转速；dk为所述部件在第k-1次采样到第k次采样之间的所述移动距离，d1＝0；Δt为采样周期；r为所述第二传感器在所述部件表面的投影点到所述部件的旋转轴心的距离。
6.根据权利要求3至5任一项所述的电梯曳引机控制方法，其特征在于，所述基于所述磁场角度和所述移动距离，确定所述转子的位置和所述转子的转速的步骤之后，还包括：
对所述转子的位置进行校正，得到校正后的所述转子的位置。
7.根据权利要求6所述的电梯曳引机控制方法，其特征在于，所述对所述转子的位置进行校正，得到校正后的所述转子的位置的步骤中，基于卡尔曼滤波的估算-校正模型得到所述校正后的所述转子的位置：
Figure FDA0003254623320000023
其中，
Figure FDA0003254623320000024
为第k次采样时的所述校正后的所述转子的位置；
Figure FDA0003254623320000025
为第k次采样时的所述转子的位置；K为卡尔曼系数；θk为第k次采样时的所述磁场角度；
Figure FDA0003254623320000026
为所述转子的零点位置和所述第一传感器的零点位置的角度差值。
8.一种电梯曳引机控制装置，其特征在于，应用于权利要求1至2任一项所述的信号处理器，包括：
采样模块，用于周期性对磁场发生装置的磁场角度和部件的移动距离进行采样；所述磁场角度为第一传感器通过探测设于曳引机的转子上，随所述转子转动的所述磁场发生装置产生的磁场方向得到的；所述移动距离为设于所述曳引机上与所述转子同轴转动的所述部件旁的第二传感器探测得到；
处理模块，用于基于所述磁场角度和所述移动距离，确定所述转子的位置和所述转子的转速并输出；所述转子的位置和所述转子的转速用于指示所述曳引机的控制回路控制所述曳引机进行闭环运行。
9.一种电梯曳引机控制系统，其特征在于，包括：磁场发生装置、曳引机以及权利要求1至2任一项所述的电梯曳引机控制电路；
所述磁场发生装置设于所述曳引机的转子上随所述转子转动；
所述电梯曳引机控制电路与所述曳引机的控制回路相连接。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求3至7任一项所述的方法的步骤。
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