CN115028033A - 电梯变频器速度环pi参数自学习方法、变频器及介质 - Google Patents

电梯变频器速度环pi参数自学习方法、变频器及介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电梯变频器速度环PI参数自学习方法、介质及变频器,包括步骤:S1、控制电梯进入抱闸;S2、将电梯速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,至电机曳引轮速度达到0速稳态;S3、控制电梯速度控制从0速控制模式切换为速度闭环控制模式,向电梯发出自学习速度指令,一个指令结束后,控制速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,至电机曳引轮速度达到0速稳态,切换至下一个指令至完成全部指令,控制将速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,至电机曳引轮速度达到0速稳态;S4、到达迭代次数,完成自学习;没达到迭代次数,重复步骤S3;S5、找到同时最小的KPn和KIn,并设为控制参数,本发明能提高生产效率。

Description

电梯变频器速度环PI参数自学习方法、变频器及介质
技术领域
本发明属于电梯控制技术领域,具体涉及一种电梯变频器速度环PI参数自学习方法、介质及变频器。
背景技术
电梯开发阶段,开发人员要对各整梯规格设计适当的控制参数,电梯规格配置复杂,不同载重与不同速度的组合,不同电机配置组合,不同变频器规格组合,产生大量参数,为应对不同规格配置,需开发相应数量的PI控制参数,所有这些参数都要存储在存储器中,形成控制参数库,占用大量存储资源,芯片价格昂贵;电梯设计阶段,由于电梯规格配置复杂,不同载重与不同速度对的电梯组合,产生大量参数,设计人员要在已有的控制参数库中,根据电梯规格选择相应的控制参数,常常容易发生配置失准甚至错误,产生不良,现场反馈不良和重新设计等耗费人力和时间资源,影响交货期,造成经济损失。
发明内容
为了克服上述技术缺陷,本发明第一个方面提供了一种电梯变频器速度环PI参数自学习方法,包括步骤:
S1、控制电梯进入抱闸;
S2、将电梯速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,直至电机曳引轮速度达到0速稳态;
S3、电梯速度控制从0速控制模式切换为速度闭环控制模式,向电梯发出若干自学习速度指令,在一个指令结束后,速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,直至电机曳引轮速度达到0速稳态,再切换至下一个指令直至全部指令给定完成,将速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,直至电机曳引轮速度达到0速稳态;
S4、若到达迭代次数,则完成自学习,若没达到迭代次数,则重复步骤S3;
S5、在△Max0~△Maxn、△Min0~△Minn、S0~Sn中,找到同时最小的KPn和Kin,将KPn设为KP控制参数,将KIn设为KI控制参数。
作为本发明的进一步改进,在所述步骤S1前,还包括如下步骤:
S6、设定迭代次数;
S7、设定速度环PI参数的调节范围;
S8、设定电流环PI参数的初始值和调节步长;
S9、设定导师曲线。
作为本发明的进一步改进,在所述速度闭环控制模式下:
使用KPmin+(n-1)*KPstep、KImin+(n-1)*KIstep作为PI参数控制电梯速度;
持续计算导师曲线和速度反馈曲线的偏差,在一套速度指令给定结束时,列出偏差的最大值△Maxn、最小值△Minn,并统计此套速度指令给定过程中计算导师曲线和速度反馈曲线的方差Sn;其中,n为当前迭代次数。
作为本发明的进一步改进,所述自学习速度指令包括:阶跃指令、斜坡指令、抛物线激励指令。
作为本发明的进一步改进,所述速度指令的计算公式中,阶跃指令的阶跃幅值K取0.5;
斜坡指令的计算公式中,斜率指令中速度的斜率a大于等于电梯的额定加速度和额定减速度中的较大者;
抛物线指令计算公式中,抛物线指令中加速度的斜率ρ大于等于电梯的额定加速度和额定减速速度中的较大者。
作为本发明的进一步改进,在自学习过程中,缩减电梯的运行距离。
作为本发明的进一步改进,缩短运行距离具体采用步骤:
相邻的两套速度指令的运行方向相反。
作为本发明的进一步改进,缩短运行距离具体采用步骤:
使电梯处于0速控制模式且速度达到稳态0速。
本发明的第二个方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上所述的电梯变频器速度环PI参数自学习方法。
本发明的第三个方面,提供了一种变频器,应用在电梯上,所述变频器包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的电梯变频器速度环PI参数自学习方法。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:采用自学习的方式,仅保留控制参数的调节范围,控制参数库无需写入控制器,可大幅节省控制参数库所占存储空间,节省芯片成本;设计人员无需根据电梯规格选择控制参数,避免出错,且提高生产效率。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,其中:
图1为实施例1所述电梯变频器速度环PI参数自学习方法的流程图;
图2为实施例1中一次迭代的速度指令给定和导师曲线图;
图3为实施例1中为不超出最大限制距离,每次迭代的速度指定给定方向与前一次相反;
图4为实施例1中为不超出最大限制距离,根据轿厢与起始位置的关系定义每个速度指令的方向;
图5为实施例3所述变频器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例公开了一种电梯变频器速度环PI参数自学习方法,如图1和图2所示,包括步骤:
S6、设定迭代次数;迭代次数需要同时兼顾效率和精度,迭代次数太大时自学习时间长,效率低下,但学习精度高,迭代次数太小时虽然自学习耗时短,效率高,但学习精度低。这里推荐设定一个固定的迭代次数Dm,当迭代次数到达Dm时,强制结束学习。
S7、设定速度环PI参数的调节范围;在控制参数库中,分别找到所有规格中速度环比例增益P,和积分增益I的最大值(KPmax、KImax)和最小值(KPmin、KImin),并将其设置为KP和KI的调节上下限。
S8、设定电流环PI参数的初始值和调节步长;KP的初始值为KPmin,调节步长为KPstep=(KPmax-KPmin)/Dm
KI的初始值为KImin,调节步长为KIstep=(KImax-KImin)/Dm
S9、设定导师曲线:导师曲线是基于标准的速度环PI参数在特定指令下的反馈信号曲线,为PI参数的自学习提供参考准绳。
S1、控制电梯进入抱闸。
S2、将电梯速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,直至电机曳引轮速度达到0速稳态。
S3、控制电梯速度控制从0速控制模式切换为速度闭环控制模式,向电梯发出若干自学习速度指令,在一个指令结束后,控制速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,直至电机曳引轮速度达到0速稳态,再切换至下一个指令直至全部指令给定完成,控制将速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,直至电机曳引轮速度达到0速稳态。
在速度闭环控制模式下:
使用KPmin+(n-1)*KPstep、KImin+(n-1)*KIstep作为PI参数控制电梯速度;
持续计算导师曲线和速度反馈曲线(速度反馈通过旋转编码器采集)的偏差,在一套速度指令给定结束时,列出偏差的最大值△Maxn、最小值△Minn,并统计此套速度指令给定过程中计算导师曲线和速度反馈曲线的方差Sn;其中,n为当前迭代次数。
S4、若到达迭代次数,则完成自学习,跳转至步骤S5,若没达到迭代次数,则重复步骤S3。
S5、在△Max0~△Maxn、△Min0~△Minn、S0~Sn中,找到同时最小的KPn和KIn,将KPn设为KP控制参数,将KIn设为KI控制参数。
自学习速度指令包括:阶跃指令、斜坡指令、抛物线激励指令。
速度指令的计算公式v=K中,阶跃指令的阶跃幅值K不宜过高,否则会增加自学习的运行距离,产生危险,K优选取0.5;
斜坡指令的计算公式v=at中,斜率指令中速度的斜率a大于等于电梯的额定加速度和额定减速度中的较大者;
抛物线指令计算公式v=ρt2/2中,抛物线指令中加速度的斜率ρ大于等于电梯的额定加速度和额定减速速度中的较大者。
在自学习过程中,为保障安全,防止电梯冲顶或撞底,需限定电梯的运转范围,分别设定上下方向的最大行程,上述自学习的速度指令的积分值应小于此最大行程,并留有足够余量,例如1米。在自学习过程中,缩减电梯的运行距离。当自学习过程中检测到电梯超过这一行程时,立即切断制动器和电机的供电,使电梯制停。
缩短运行距离具体采用以下两种方式:
1、如图3所示,相邻的两套速度指令的运行方向相反。
2、如图4所示,使电梯处于0速控制模式且速度达到稳态0速。
综上所述,本实施例具有以下技术效果:
1、采用自学习的方式,控制参数库无需写入控制器,仅保留控制参数的调节范围,可大幅节省控制参数库所占存储空间,节省芯片成本;
2、设计人员无需根据电梯规格选择控制参数,避免出错,且能提高生产效率。
实施例2
本实施例提供了一种计算机可读存储介质,可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现实施例1的电梯变频器速度环PI参数自学习方法。
可选地,该计算机可读存储介质可以包括:只读存储器(ROM,Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM,Random Access Memory)、固态硬盘(SSD,Solid State Drives)或光盘等。其中,随机存取记忆体可以包括电阻式随机存取记忆体(ReRAM,ResistanceRandomAccess Memory)和动态随机存取存储器(DRAM,Dynamic Random AccessMemory)。
实施例3
本实施例提供了一种变频器,应用在电梯上,如图5所示,包括处理器和储存器,储存器中储存有程序代码,处理器执行程序代码以执行实施例1的电梯变频器速度环PI参数自学习方法。
本领域技术人员应该可以意识到,在上述一个或多个示例中,本申请实施例所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时,可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质,其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
以上仅为本申请的较佳实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电梯变频器速度环PI参数自学习方法,其特征在于,包括步骤:
S1、控制电梯进入抱闸;
S2、将电梯速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,直至电机曳引轮速度达到0速稳态;
S3、控制电梯速度控制从0速控制模式切换为速度闭环控制模式,向电梯发出若干自学习速度指令,在一个指令结束后,控制速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,直至电机曳引轮速度达到0速稳态,再切换至下一个指令直至全部指令给定完成,控制将速度控制从速度闭环控制模式切换为0速控制模式,直至电机曳引轮速度达到0速稳态;
S4、若到达迭代次数,则完成自学习,跳转至步骤S5;若没达到迭代次数,则重复步骤S3;
S5、在△Max0~△Maxn、△Min0~△Minn、S0~Sn中,找到同时最小的KPn和KIn,将KPn设为KP控制参数,将KIn设为KI控制参数,其中,△Maxn为导师曲线和速度反馈曲线的偏差值最大值,△Minn为导师曲线和速度反馈曲线的偏差值最小值,Sn为导师曲线和速度反馈曲线的方差。
2.根据权利要求1所述的电梯变频器速度环PI参数自学习方法,其特征在于,在所述步骤S1前,还包括如下步骤:
S6、设定迭代次数;
S7、设定速度环PI参数的调节范围;
S8、设定电流环PI参数的初始值和调节步长;
S9、设定导师曲线。
3.根据权利要求1所述的电梯变频器速度环PI参数自学习方法,其特征在于,在所述速度闭环控制模式下:
使用KPmin+(n-1)*KPstep、KImin+(n-1)*KIstep作为PI参数控制电梯速度;
持续计算导师曲线和速度反馈曲线的偏差,在一套速度指令给定结束时,列出偏差的最大值△Maxn、最小值△Minn,并统计此套速度指令给定过程中计算导师曲线和速度反馈曲线的方差Sn;其中,n为当前迭代次数,KImin为KI的初始值,KIstep为调节步长。
4.根据权利要求1所述的电梯变频器速度环PI参数自学习方法,其特征在于,所述自学习速度指令包括:阶跃指令、斜坡指令、抛物线激励指令。
5.根据权利要求4所述的电梯变频器速度环PI参数自学习方法,其特征在于,所述速度指令的计算公式中,阶跃指令的阶跃幅值K取0.5;
斜坡指令的计算公式中,斜率指令中速度的斜率a大于等于电梯的额定加速度和额定减速度中的较大者;
抛物线指令计算公式中,抛物线指令中加速度的斜率ρ大于等于电梯的额定加速度和额定减速速度中的较大者。
6.根据权利要求4所述的电梯变频器速度环PI参数自学习方法,其特征在于,在自学习过程中,缩减电梯的运行距离。
7.根据权利要求6所述的电梯变频器速度环PI参数自学习方法,其特征在于,缩短运行距离具体采用步骤:
相邻的两套速度指令的运行方向相反。
8.根据权利要求6所述的电梯变频器速度环PI参数自学习方法,其特征在于,缩短运行距离具体采用步骤:
使电梯处于0速控制模式且速度达到稳态0速。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的电梯变频器速度环PI参数自学习方法。
10.一种变频器,其特征在于,应用在电梯上,所述变频器包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的电梯变频器速度环PI参数自学习方法。
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