CN1187454A - 为电梯轿厢门产生速度图的方法 - Google Patents

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Abstract

产生电梯轿厢门速度分布图的一种方法包括产生一个直线的速度与时间关系曲线图的步骤。然后使这种分布图通过一个低通有限脉冲响应滤波器,以便平滑不同的速度和加速度值之间的过渡过程,并且限制某些不需要的频率。经过滤波的分布图可以被积分成位置与时间的关系曲线图,并且存储在控制系统的RAM中供后续的操作中使用。

Description

为电梯轿厢门产生速度图的方法
本申请涉及到同一申请人于同一申请日提交的序号为______(OT-2678)的未决专利申请。
本发明涉及到电梯轿厢门系统，特别是涉及该系统中产生的速度。
在电梯系统中，电梯轿厢门是由电动机驱动到打开和关闭位置的。电梯轿厢门通常要连接到井道门上，以便将井道门驱动到打开和关闭位置。在开始操作时，操作的过程中，以及结束操作时，电梯轿厢门通常需要维持一定的速度。例如，在开门的时候，初始速度比较低，使电梯轿厢门有时间连接到井道门上。在两组门完成连接之后，将门加速到较高的速度。然后在将要结束开门操作时使门减速避免其碰撞固定的挡板。
有许多方法可以用来在各个操作过程中改变电梯轿厢门的速度。改变电梯轿厢门速度的最常用的方法是使用电阻。电阻是与一个电压源和DC电机串联设置的，并且可以调节电阻值的大小。电阻值越大，DC电机运行得越慢，产生的速度输出也就越小。这种关系在电阻值较小时是准确的。然而，由此也会带来一些限制。首先，电阻不能补偿门上的摩擦力或是其他负载的变化。其次，当电阻发热时，其电阻值会发生变化，由此导致电梯轿厢门速度的变化。速度的这种变化是极为不利的，因为它不能提供稳定的平滑速度分布图。第三，电阻是通过试错方法来调节的，这种方法耗费时间并且通常缺乏必要的精度。
在现代闭环控制系统中用于改变电梯轿厢门速度的另一种方案包括由软件产生的速度分布图。由软件来决定门在给定时间或是距离上的速度。在每次操作电梯轿厢门时产生速度分布图。这种方案的问题在于门在响应指令时存在时间滞后，或是需要强大的处理器来产生实时的速度分布图。
另外，从一个速度值到另一速度值之间需要具有平滑的过渡。目前，速度从一个等级到另一等级的过渡是通过速度分布图中恒定的爬行段(加速度的变化率除以时间的变化率)和恒定的加速段组成的。用来平滑从门的恒定速度段到恒定加速段的过渡过程转折点的恒定爬行段必须与连接恒定加速段和恒定速度段的恒定爬行段的速度和加速度值相互吻合。为了使许多过渡点上的恒定爬行段与恒定加速段和恒定速度段吻合，需要占用处理器的大量时间。
此外，如果速度分布图的某些高频分量超过了门控制系统的带宽，门控制系统就无法使门跟随这些高频分量。这种情况会造成电梯轿厢门的误动作，造成轿厢门超过终点位置并且撞击到挡板，或是激起门的共振频率。为了表示频率成分，可以用Fourier变换方法来分解速度分布图。在速度分布图中包括速度的低频和高频分量。尽管用来提供恒定爬行段的现有方法可以通过尽量减少急剧的转折点来降低速度分布图的频率成分，仍然无法知道究竟能衰减多少高频成分，并且无法知道速度分布图的频率成分。除了会造成误动作之外，用恒定的爬行方法来产生速度分布图可能会使频率成分很低，从而使门的操作时间超过了最佳的操作时间。
本发明的目的是通过在这些操作期间随着门速度的变化来保证平滑的开、关操作而改善电梯轿厢门的操作性能。
本发明的另一目的是缩短处理器在产生电梯轿厢门操作速度分布图时所需要的时间。
按照本发明，用来移动电梯轿厢门的速度与时间关系曲线图需要通过一个滤波器积分成位置与时间的关系曲线图，然后将其作为电梯轿厢门初始化程序的一部分进行存储，因此，每当按顺序操作电梯轿厢门时，门就可以跟踪存储的位置与时间关系曲线图。最初的速度与时间关系曲线图是直线的分布图，在本发明的一个最佳实施例中使其通过一个低通有限脉冲响应(FIR)滤波器，将分布图的频率成分限制在控制系统的带宽之内，并且确保电梯轿厢门在各种操作期间的不同速度等级之间具有平滑的过渡过程。对分布图频率成分的限制可以确保该分布图符合控制系统的带宽，因而可以使门的实际运动跟踪经过滤波的速度分布图。由于存储了位置与时间的关系曲线图，不需要为门的每次操作产生新的分布图，这样就节省了实时时间和处理器的时间。
本发明的优点之一是门的操作时间可以适合控制系统的带宽。
本发明的另一优点在于可以避免电梯轿厢门出现越过门的终点位置等等误动作现象。
本发明的再一优点是不会引发门系统的共振现象。
根据以下结合附图对解释性实施例的详细说明可以进一步认识本发明的上述和其他优点。
图1是用于电梯轿厢门关门操作的直线的速度与时间关系曲线图；
图2是图1的速度与时间关系曲线图和经过滤波的速度与时间关系曲线图；以及
图3是按照本发明的图2的经过滤波的速度与时间关系曲线图以及积分的位置与时间关系曲线图。
参见图1，在接通电梯轿厢门系统的电源时，由电梯轿厢门操作系统的软件产生一个直线的速度与时间关系曲线图。这种直线的速度与时间关系曲线图代表了门的操作过程中在某一时刻所需的速度值。例如，在开始开门操作时，速度值比较低，以便使井道门连接到电梯轿厢的门上。在连接完成之后，将门加速到较高的速度值例如图1中所示的速度峰值。较高的速度值一直保持到门被减速到停止速度。在门的操作接近结束时经常需要较低的速度值使电梯轿厢门减速，或是在关门操作的情况下允许井道门脱离电梯轿厢门。
直线的分布图通常是针对门的各种功能来产生的，例如开门，关门，转向，或是针对各个楼层上需要的不同速度。决定直线的速度与时间关系曲线图形状的参数是可以改变的。这种参数的改变需要重新计算一个新的直线速度与时间关系曲线图。
参见图2，直线的速度与时间关系曲线图需要通过一个低通的有限脉冲响应(FIR)滤波器。低通滤波器使高频衰减，并且保证分布图的频率成分符合位置反馈控制系统的带宽。在本发明的最佳实施例中，控制系统具有1到2赫兹(Hz)的位置控制带宽。这一有限脉冲响应滤波器围绕着直线速度与时间关系曲线图的转折点计算移动加权的平均值，从而确保不同的速度值之间具有平滑的过渡过程。
尽管在最佳实施例中使用了低通的有限脉冲响应(FIR)滤波器，也可以使用低通的无限脉冲响应(IIR)滤波器。
参见图3，在本发明的最佳实施例中，对经过滤波的速度与时间关系曲线图进行积分，从而获得位置与时间的关系曲线图。这样，对于经过滤波的速度与时间关系曲线图上的每个点就可以计算出另一个点，并且描绘成位置与时间关系曲线图上的一个点。在本实施例中之所以要产生速度与时间的关系曲线图是因为在这种场合中用来操作门的闭环控制系统是一种位置控制系统。然而，在使用速度控制系统的其他场合，也可以将速度与时间关系曲线图作为速度控制系统的输入。
然后，将电梯轿厢门每次操作的位置与时间关系曲线图存储在控制系统的RAM中。
在操作中，当电梯轿厢门操作系统的电源被接通时，就产生作为初始化程序一部分的直线的速度与时间关系曲线图。然后使直线的速度与时间关系曲线图通过低通FIR滤波器。然后根据控制系统所需要的输入将经过滤波的速度与时间关系曲线图积分成位置与时间关系曲线图。然后存储这一分布图供以后使用。当门控制器接收到移动电梯轿厢门的指令时，控制器就根据适当的操作来修正存储的位置与时间关系曲线图。
本发明的主要贡献在于门控制器不需要为每个指令产生一个分布图，并且不需要占用处理器的宝贵时间。本发明的另一主要贡献是经过滤波的分布图的频率成分符合闭环控制系统的带宽。这样就能防止电梯轿厢门出现越过终点位置一类的误动作。另外，由于高频成分被衰减了，不会引发门系统的共振状态。
尽管本发明是按照其特定实施例的方式来表示和说明的，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的条件下显然还可以对本发明作出各种修改。例如，本发明是在没有存储分布图的情况下使电梯轿厢门每次操作中的速度分布图通过滤波器的。类似地本发明也可以存储没有滤波的分布图供后续的操作中使用。

Claims (11)

1.产生电梯轿厢门速度分布图的方法，上述方法包括以下步骤：
为门的指定动作产生一个直线的速度与时间关系曲线图；
使上述直线的速度与时间关系曲线图通过一个低通滤波器，获得经过滤波的速度与时间关系曲线图，以便限制上述速度与时间关系曲线图中的频率成分；
对经过滤波的上述速度与时间关系曲线图积分，获得一个位置与时间的关系曲线图；以及
存储上述位置与时间的关系曲线图。
2.按照权利要求1的方法，其特征是上述低通滤波器是一个低通有限脉冲响应滤波器。
3.按照权利要求1的方法，其特征是上述低通滤波器是一个低通无限脉冲响应滤波器。
4.按照权利要求1的方法，其特征是上述位置与时间关系曲线图被存储在RAM中。
5.产生电梯轿厢门速度分布图的方法，上述方法包括以下步骤：
为门的指定动作产生一个直线的速度与时间关系曲线图；以及
使上述直线的速度与时间关系曲线图通过一个低通滤波器，获得经过滤波的速度与时间关系曲线图，以便限制上述速度与时间关系曲线图中的频率成分。
6.按照权利要求5的方法，其特征是上述低通滤波器是一个低通有限脉冲响应滤波器。
7.按照权利要求5的方法，其特征是进一步包括存储上述经过滤波的速度与时间关系曲线图的步骤。
8.产生电梯轿厢门速度分布图的方法，上述方法包括以下步骤
为上述电梯轿厢门的指定动作产生多个速度与时间关系曲线图，将其作为初始化程序的一部分；以及
存储上述多个速度与时间关系曲线图，从而可以根据上述电梯轿厢门的适当操作来修正上述多个速度与时间关系曲线图。
9.用于电梯系统中的电梯轿厢门的一种电梯轿厢门操作系统，上述系统包括：
一个低通滤波器，用来对一个速度与时间关系曲线图进行滤波，获得经过滤波的速度与时间关系曲线图，以便限制上述速度与时间关系曲线图中的频率成分，使上述分布图中的频率成分符合控制系统的带宽。
10.按照权利要求9的电梯轿厢门操作系统，其特征是上述低通滤波器是一个低通有限脉冲响应滤波器。
11.按照权利要求10的电梯轿厢门操作系统，其特征是上述低通滤波器是一个低通无限脉冲响应滤波器。
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