DE112015005500B4

DE112015005500B4 - Aufzugsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112015005500B4
Application number: DE112015005500.2T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Ito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2035-01-14
Also published as: KR101901080B1; CN107108151B; JP6211214B2; CN107108151A; US20170297859A1; DE112015005500T5; JPWO2016113769A1; US10280038B2; KR20170065644A; WO2016113769A1

Abstract

Aufzugsteuervorrichtung, die aufweist:
einen Motor (7), der ein Moment erzeugt, um eine Kabine (15) eines Aufzugs aufsteigen und absteigen zu lassen;
eine Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinrichtung (2) zum Erzeugen eines Geschwindigkeitsbefehlswerts des Motors (7);
eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (20) zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Motors (7);
eine Momentbefehls-Erzeugungseinrichtung (40) zum Erzeugen eines Momentbefehlswerts auf Basis des Geschwindigkeitsbefehlswerts und eines Geschwindigkeitswerts, der durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (20) erfasst wird;
eine Momentsteuereinrichtung (5) zum Steuern des Motors (7) derart, dass ein Wert des Moments, das durch den Motor (7) erzeugt wird, mit dem Momentbefehlswert übereinstimmt; und
eine Trägheitsberechnungseinrichtung (60) zum Berechnen eines Trägheitswerts des Aufzugs auf Basis des Momentbefehlswerts und des Geschwindigkeitswerts, der durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (20) erfasst wird,
wobei die Trägheitsberechnungseinrichtung (60) umfasst:
eine Filtereinrichtung (62) zum Entfernen einer Gleichstromkomponente und einer Momentkomponente, die aus einem Seilungleichgewicht abgeleitet wird, aus einer zeitlichen Wellenform des Momentbefehlswerts;
eine Beschleunigungsumwandlungseinrichtung (61) zum Umwandeln einer zeitlichen Wellenform, die eine Geschwindigkeitsdimension aufweist, in eine zeitliche Wellenform, die eine Beschleunigungsdimension aufweist; und
eine Trägheitsidentifizierungseinrichtung (67) zum Identifizieren des Trägheitswerts des Aufzugs auf Basis einer Ausgabe, die erhalten wird, wenn eine zeitliche Wellenform des Geschwindigkeitswerts, der durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (20) erfasst wird, in die Beschleunigungsumwandlungseinrichtung (61) und die Filtereinrichtung (62) eingegeben wird, die seriell verbunden sind, und einer Ausgabe, die erhalten wird, wenn die zeitliche Wellenform des Momentbefehlswerts in die Filtereinrichtung (62) eingegeben wird.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft eine Aufzugsteuervorrichtung.
Technologischer Hintergrund
In einer herkömmlichen Aufzugsteuervorrichtung wird als Erstes ein Beschleunigungsmoment-Befehlswert extrahiert, indem Lastmoment- und Verlustmomentkomponenten, die als konstant angesehen werden, von einem Momentbefehlswert, der während einer Kabinenfahrt auf einen Motor angewendet wird, unter Verwendung eines Bandpassfilters als Filtereinrichtung entfernt werden. Als Nächstes wird ein erster Trägheitswert des Aufzugs auf Basis des Beschleunigungsmoment-Befehlswerts und eines Geschwindigkeitserfassungswerts berechnet, und dann wird ein Steuerparameter einer Steuervorrichtung korrigiert und es werden Berechnungen unter Verwendung des ersten Trägheitswerts (siehe zum Beispiel PTL 1) durchgeführt.
Zitatsliste
Patentliteratur

[PTL 1] JP 5 298 506 B2
[PTL2] DE 11 2010 005 324 T5
[PTL3] EP 2 597 062 B1
[PTL4] EP 2 615 053 B1
[PTL5] EP 2 441 721 A1
[PTL6] JP 2009 - 113 979 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn jedoch diese herkömmliche Aufzugsteuervorrichtung auf ein Aufzugsystem angewendet wird, welches in einem Hochhausgebäude verwendet wird, ist es wegen der Wirkung eines Seilungleichgewichts schwierig, einen genauen Trägheitswert des Aufzugs zu erhalten. Ein Seilungleichgewicht stellt eine Gewichtsdifferenz zwischen dem Gewicht eines Seils auf der Seite der Kabine und dem Gewicht des Seils auf der Seite eines Gegengewichts dar. Der Wert des Seilungleichgewichts ist von einer Differenz der Länge des Seils zwischen der Seite der Kabine und der Seite des Gegengewichts abhängig und variiert deshalb während einer Kabinenfahrt gemäß der Position der Kabine. Wenn sich die Kabine zum Beispiel auf einer untersten Etage befindet, wird die gesamte Seillast im Wesentlichen auf der Seite der Kabine als das Seilungleichgewicht ausgeübt und, wenn sich die Kabine auf der obersten Etage befindet wird, wird im Wesentlichen die gesamte Seillast auf der Seite des Gegengewichts als das Seilungleichgewicht ausgeübt. Wenn sich die Kabine in der Nähe einer Zwischenposition befindet, wird das Seilungleichgewicht in der Zwischenzeit Null.
Somit wird der Momentbefehlswert des Motors durch das Seilungleichgewicht beeinflusst, selbst wenn die Kabine mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt, und variiert deshalb in Übereinstimmung mit der Position der Kabine während einer Kabinenfahrt eher, als dass er einen konstanten Wert annimmt. Dies bedeutet speziell, dass die zeitliche Wellenform des Momentbefehlswerts des Motors, während die Kabine mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt, eine geradlinige zeitliche Wellenform mit einem gewissen Anstieg darstellt, und deshalb kann sie nicht einfach als konstant angesehen werden.
Des Weiteren wird in der herkömmlichen Aufzugsteuervorrichtung die Filtereinrichtung verwendet, um die Lastmoment- und Verlustmomentkomponenten, die als konstant angesehen werden, von dem Momentbefehlswert zu entfernen, der während einer Kabinenfahrt auf den Motor ausgeübt wird, und es ist deshalb schwierig, eine Momentkomponente zu entfernen, die wegen der Wirkung des Seilungleichgewichts nicht konstant ist. Im Ergebnis tritt dahingehend ein Problem auf, dass der Trägheitswert des Aufzugs aufgrund der Wirkung des Seilungleichgewichts nicht genau berechnet werden kann. Da der Trägheitswert des Aufzugs ferner nicht genau berechnet werden kann, wird eine günstige Steuereigenschaft (zum Beispiel eine folgende Eigenschaft relativ zum Geschwindigkeitsbefehlswert) durch die Aufzugsteuervorrichtung nicht gezeigt, wenn sie auf einen Aufzug angewendet wird, der in einem Hochhausgebäude verwendet wird, wo Probleme aufgrund des Seilungleichgewicht auftreten.
Es ist festzustellen, dass in dieser Beschreibung angenommen wird, dass die Trägheit des Aufzugs die Trägheit des gesamten Aufzugs angibt, wenn man es vom Motor aus betrachtet.
Diese Erfindung wurde entworfen, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe derselben ist es, eine Aufzugsteuervorrichtung zu erhalten, die einen Trägheitswert eines Aufzugs, insbesondere eines Aufzugs (nachfolgend als Hochhubaufzug („high-lift elevator“) bezeichnet) genau berechnen kann, der in einem Hochhausgebäude verwendet wird, wo aufgrund eines Seilungleichgewichts Probleme auftreten.
Lösung des Problems
Eine Aufzugsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung umfasst: einen Motor, der ein Moment erzeugt, um eine Kabine eines Aufzugs aufsteigen und absteigen zu lassen; eine Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Geschwindigkeitsbefehlswerts des Motors; eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Motors; eine Momentbefehls-Erzeugungseinheit zum Erzeugen eines Momentbefehlswerts auf Basis des Geschwindigkeitsbefehlswerts und eines Geschwindigkeitswerts, der durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst wird; eine Momentsteuereinrichtung zum Steuern des Motors derart, dass ein Wert des Moments, das vom Motor erzeugt wird, mit dem Momentbefehlswert übereinstimmt; und eine Trägheitsberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Trägheitswerts des Aufzugs auf Basis des Momentbefehlswerts und des Geschwindigkeitswerts, der durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst wird, wobei die Trägheitsberechnungseinrichtung umfasst: eine Filtereinrichtung zum Entfernen einer Gleichstromkomponente und einer Momentkomponente, die aus einem Seilungleichgewicht abgeleitet wird, aus einer zeitlichen Wellenform des Momentbefehlswerts; eine Beschleunigungsumwandlungseinrichtung zum Umwandeln einer zeitlichen Wellenform, die eine Geschwindigkeitsdimension aufweist, in eine zeitliche Wellenform, die eine Beschleunigungsdimension aufweist; und eine Trägheitsidentifizierungseinrichtung zum Identifizieren des Trägheitswerts des Aufzugs auf Basis einer Ausgabe, die erhalten wird, wenn eine zeitliche Wellenform des Geschwindigkeitswerts, der durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst wird, in die Beschleunigungsumwandlungseinrichtung und die Filtereinrichtung eingegeben wird, die seriell verbunden sind, und einer Ausgabe, die erhalten wird, wenn die zeitliche Wellenform des Momentbefehlswerts in die Filtereinrichtung eingegeben wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
In der Aufzugsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung, werden als die Trägheitsberechnungseinrichtung vorgesehen: die Filtereinrichtung, die eine Frequenzeigenschaft zum Entfernen der Gleichstromkomponente und der Momentkomponente, die aus dem Seilungleichgewicht abgeleitet wird, von dem Momentbefehlswert aufweist, die Beschleunigungsumwandlungseinrichtung zum Umwandeln eines Geschwindigkeitssignals in ein Beschleunigungssignal und die Trägheitsidentifizierungseinrichtung zum Identifizieren des Trägheitswerts des Aufzugs auf Basis der Ausgabe, die erhalten wird, wenn ein Erfassungssignal von der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung über die Beschleunigungsumwandlungseinrichtung und die Filtereinrichtung eingegeben wird, die seriell verbunden sind, und der Ausgabe, die erhalten wird, wenn der Momentbefehlswert in die Filtereinrichtung eingegeben wird, und deshalb kann eine Beschleunigungsmomentkomponente auf eine geeignete Weise aus dem Momentbefehlswert mit dem Ergebnis extrahiert werden, dass der Trägheitswert des Aufzugs genau berechnet werden kann, selbst wenn der Trägheitswert des Hochhubaufzugs, in welchem Probleme aufgrund des Seilungleichgewichts auftreten, berechnet wird.
Des Weiteren kann durch ein Durchführen von Berechnungen, nach einem Korrigieren eines Steuerparameters der Steuervorrichtung unter Verwendung des berechneten Trägheitswerts, eine günstige Steuereigenschaft, zum Beispiel eine folgende Eigenschaft der Aufzugsteuervorrichtung relativ zum Geschwindigkeitsbefehlswert, erzielt werden.
Es ist festzustellen, dass in dieser Beschreibung eine Priorität auf das Beschreiben der Wirkung des Seilungleichgewichts auf eine einfach zu verstehende Weise gelegt wird und deshalb Aspekte, bei denen ein Kompensationsseil (oder ein Gewichtskompensationsseil), wie zum Beispiel das in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP S57- 57 172 A offenbarte, nicht in dem mechanischen Auf zugssystem verwendet wird, beschrieben werden wird. Ein Kompensationsseil kompensiert ein Seilungleichgewicht soweit wie möglich. Jedoch ist es sehr schwierig, Kompensationsseile für eine extrem große Anzahl von Typen vorzubereiten, um in der Lage zu sein, auf mechanische Aufzugssysteme mit verschiedenen Spezifikationen zu reagieren. Wie schon in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP S57- 57 172 A offenbart, ist es deshalb wohl bekannt, dass realistischer Weise, selbst wenn ein Kompensationsseil verwendet wird, das Kompensationsseil das Seilungleichgewicht nicht ausreichend kompensieren kann und im Ergebnis kann die Wirkung des Seilungleichgewichts nicht eliminiert werden. Es kann deshalb gesagt werden, dass das Problem, das im Stand der Technik auftritt, d.h. dass der Trägheitswert des Aufzugs aufgrund der Wirkung des Seilungleichgewichts nicht genau berechnet werden kann, gleichermaßen für einen Fall gilt, bei dem ein Kompensationsseil verwendet wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Aufzugsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung effektiv ungeachtet davon ist, ob in dem mechanischen Aufzugssystem ein Kompensationsseil verwendet wird oder, und deshalb werden die oben beschriebenen Wirkungen erzielt.
Figurenliste

1 stellt eine Gesamtansicht eines Aufzugssystems einschließlich einer Aufzugsteuervorrichtung gemäß ersten und zweiten Ausführungsformen dieser Erfindung dar.
2 stellt eine Ansicht dar, die eine interne Konfiguration einer Geschwindigkeitssteuereinheit der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
3 stellt eine Ansicht dar, die eine interne Konfiguration einer Trägheitsberechnungseinheit der Aufzugsteuervorrichtung gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen dieser Erfindung zeigt.
4 stellt eine Ansicht dar, die spezifische Beispiele einer Berechnungsverarbeitung zeigen, die im Inneren der Trägheitsberechnungseinheit ausgeführt werden, die in 3 gezeigt ist.
5 stellt eine Ansicht dar, die ein Beispiel einer zeitlichen Wellenform (zum Identifizieren einer Trägheit) eines Geschwindigkeitsbefehlswerts der Aufzugsteuervorrichtung gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen dieser Erfindung zeigt.
6 stellt eine Ansicht dar, die eine interne Konfiguration einer Geschwindigkeitssteuereinheit der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
7 stellt eine Ansicht dar, die eine interne Konfiguration einer Trägheitsberechnungseinheit einer Aufzugsteuervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
8 stellt eine Ansicht dar, die einen Geschwindigkeitsbefehlswert und eine Momentwellenform (einen Momentbefehlswert) zeigt, die während einer normalen Fahrt durch einen Hochhubaufzug erzeugt werden, der eine typische Aufzugsteuervorrichtung verwendet.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsformen dieser Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Erste Ausführungsform
1 bis 5 betreffen eine erste Ausführungsform dieser Erfindung.
Als Erstes wird eine Konfiguration einer Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben werden.
In 1 verwendet eine Aufzugsteuervorrichtung 1 eine Geschwindigkeitssteuereinheit 3, um einen Moment- bzw. Drehmomentbefehlswert in Übereinstimmung mit einem Geschwindigkeitsbefehlswert eines Motors zu erzeugen, der durch eine Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinheit 2 erzeugt wird, und antriebssteuert bzw. -regelt einen Motor 7 über eine Moment- bzw. Drehmomentsteuereinheit 5 auf Basis des Momentbefehlswerts.
Der Motor 7 ist eingerichtet, eine Rolle bzw. Scheibe 9 zum Drehen anzutreiben, und ein Seil 11 ist um eine Nut bzw. Vertiefung in der Rolle 9 gewunden. Eine Kabine 15 ist an einem Ende des Seils 11 befestigt und ein Gegengewicht 13 ist an dem anderen Ende befestigt. Hier bilden die Rolle 9, das Seil 11, die Kabine 15 und das Gegengewicht 13 gemeinsam ein mechanisches Aufzugssystem und diese Komponenten werden durch die Aufzugsteuervorrichtung 1 antriebsgesteuert. Das mechanische Aufzugssystem und die Aufzugsteuervorrichtung 1 bilden zusammen ein Gesamtaufzugsystem.
Die Aufzugsteuervorrichtung 1 umfasst ferner eine Geschwindigkeitserfassungseinheit 20, die eine Drehposition des Motors 7 erfasst und die einen Geschwindigkeitserfassungswert erzeugt. Die Geschwindigkeitserfassungseinheit 20 umfasst einen Geber 8, der einen Positionserfassungswert erzeugt, und eine Differenziereinrichtung 19, die einen Geschwindigkeitserfassungswert, der in die Geschwindigkeitssteuereinheit 3 einzugeben ist, auf Basis der Ausgabe des Gebers 8 ausgibt.
In 2 umfasst eine Geschwindigkeitssteuereinheit A 3a, die als ein spezifisches Beispiel der Geschwindigkeitssteuereinheit 3 dient, eine Momentbefehls-Erzeugungseinheit A 40a, die einen Momentbefehlswert unter Verwendung des Geschwindigkeitsbefehlswerts und des Geschwindigkeitserfassungswerts als Eingabe erzeugt, und eine Trägheitsbestimmungseinheit A 50a, die eine Trägheit bestimmt.
Die Momentbefehls-Erzeugungseinheit A 40a umfasst eine zweite Subtrahiereinrichtung A 41a, die einen ersten Geschwindigkeitsabweichungswert durch Subtrahieren des Geschwindigkeitserfassungswerts von dem Geschwindigkeitsbefehlswert bestimmt, und einen PI-Controller 43, der den Momentbefehlswert unter Verwendung des ersten Geschwindigkeitsabweichungswerts als Eingabe bestimmt.
Die Trägheitsbestimmungseinheit A 50a umfasst eine Trägheitsberechnungseinheit 60, eine Bestimmungseinheit A 69a und eine Steuerparameter-Einstelleinheit A 71a.
Die Trägheitsberechnungseinheit 60 bestimmt einen Trägheitsidentifizierungswert unter Verwendung des Geschwindigkeitserfassungswerts und des Momentbefehlswerts als Eingabe. Die Bestimmungseinheit A 69a bestimmt, ob der durch die Trägheitsberechnungseinheit 60 bestimmte Trägheitsidentifizierungswert ein geeigneter Wert ist oder nicht, und bestätigt den geeigneten Trägheitsidentifizierungswert und gibt ihn dann aus. Die Steuerparameter-Einstelleinheit A 71a stellt einen Steuerparameter der Aufzugsteuervorrichtung auf eine geeignete Weise unter Verwendung des geeigneten Trägheitsidentifizierungswerts ein, der durch die Bestimmungseinheit A 69a bestätigt wird.
Die Aufzugsteuervorrichtung 1 führt Berechnungen unter Verwendung des Steuerparameters durch, der durch die Steuerparameter-Einstelleinheit A 71a eingestellt ist. Hier stellt der Steuerparameter eine Verstärkung des PI-Controllers 43 dar, der zum Beispiel in der Momentbefehls-Erzeugungseinheit A 40a vorgesehen ist.
Es ist festzustellen, dass die Steuerparameter-Einstelleinheit A 71a einen Wert der Verstärkung des PI-Controllers 43 unter Berücksichtigung des geeigneten Trägheitsidentifizierungswerts einstellt, der durch die Bestimmungseinheit A 69a bestätigt ist, so dass zum Beispiel eine Übertragungseigenschaft eines offenen Regelkreises („open loop transfer characteristic“) des Geschwindigkeitssteuersystems (oder ein Steuerband des Geschwindigkeitssteuersystems) mit einem Entwurfswert übereinstimmt bzw. dazu passt.
Ferner stellt die Steuerparameter-Einstelleinheit A 71a in einem anfänglichen Zustand, wo ein geeigneter Trägheitsidentifizierungswert nicht existiert, den Wert der Verstärkung des PI-Controllers 43 unter Verwendung eines Trägheitswerts ein, der aus Ergebnissen einer Entwurfsstudie berechnet wird, die hinsichtlich zum Beispiel einer mechanischen Struktur durchgeführt wurde, so dass die Übertragungseigenschaft des offenen Regelkreises des Geschwindigkeitssteuersystems mit dem Entwurfswert übereinstimmt bzw. dazu passt, wie oben beschrieben.
In 3 umfasst eine Trägheitsberechnungseinheit F 60f, die als spezifisches Beispiel der Trägheitsberechnungseinheit 60 dient, eine Beschleunigungsumwandlungseinheit 61, eine Filtereinheit 62 und eine Trägheitsidentifizierungseinheit 67.
Die Beschleunigungsumwandlungseinheit 61 bestimmt einen Beschleunigungserfassungswert unter Verwendung des Geschwindigkeitserfassungswerts als Eingabe. Die Filtereinheit 62 weist eine Frequenzeigenschaft auf, mit der ein Beschleunigungsmoments-Befehlswert durch Entfernen einer Gleichstromkomponente und einer Momentkomponente, die aus einem Seilungleichgewicht abgeleitet wird, aus dem Momentbefehlswert extrahiert werden kann, und filtert deshalb den Beschleunigungserfassungswert und den Momentbefehlswert auf Basis dieser Frequenzeigenschaft unter Verwendung des Beschleunigungserfassungswerts und des Momentbefehlswerts als Eingabe. Die Trägheitsidentifizierungseinheit 67 bestimmt den Trägheitsidentifizierungswert auf Basis der Ausgabe der Filtereinheit 62, wenn der Beschleunigungserfassungswert dort eingegeben wird, und des Beschleunigungsmoment-Befehlswerts (der Ausgabe der Filtereinheit 62, wenn der Momentbefehlswert dort eingegeben wird).
Es ist hier festzustellen, dass der Beschleunigungsmoment-Befehlswert ein Befehlswert eines Beschleunigungsmoment Ta ist, die unten in Gleichung (1) gezeigt sind.
Ferner wird hier angemerkt, dass die Beschleunigungsumwandlungseinheit 61 „den Beschleunigungserfassungswert unter Verwendung des Geschwindigkeitserfassungswerts als Eingabe bestimmt“, aber diese Aussage genauer als „eine zeitliche Wellenform des Beschleunigungserfassungswerts unter Verwendung einer zeitlichen Wellenform des Geschwindigkeitserfassungswerts als Eingabe bestimmt“ umschrieben werden könnte.
Wie in Bezug auf andere Aussagen, die in dem Körper der Beschreibung vorgesehen sind, wird der Begriff „zeitliche Wellenform“ weggelassen werden, wo immer die beabsichtigte Bedeutung auf Basis des allgemeinen technischen Wissens offensichtlich ist.
4 zeigt ein spezifisches Beispiel einer spezifischen Berechnungsverarbeitung, die im Inneren der Trägheitsberechnungseinheit F 60f ausgeführt wird, die in 3 gezeigt ist. In dem hier beschriebenen Beispiel ist die Berechnungsverarbeitung durch eine Digitalberechnung realisiert und kann deshalb unter Verwendung eines Operators z ausgedrückt werden. Dies bedeutet genauer, dass die Berechnungsverarbeitung unter Verwendung von z^-1 ausgedrückt werden kann, was einen Verzögerungsoperator darstellt, der durch das Inverse des Operators z gebildet wird.
Die Beschleunigungsumwandlungseinheit 61 wird durch eine Digitalberechnung („digital computation“) realisiert, bei der eine Differentialoperation durchgeführt wird.
Die Filtereinheit 62 kann lediglich durch ein Hochpassfilter (HPF) gebildet werden, das die Gleichstromkomponente und die Momentkomponente, die aus dem Seilungleichgewicht abgeleitet wird, aus dem Momentbefehlswert entfernt. 4 zeigt jedoch ein Beispiel, in welchem die Filtereinheit 62 durch ein Bandpassfilter (BPF) gebildet wird, das durch serielles Verbinden eines Hochpassfilters (HPF) und eines Tiefpassfilters (LPF) gebildet wird, um ein allgemeines Rauschen zu entfernen. Es ist festzustellen, dass der Inhalt der durch die Filtereinheit 62 unter Verwendung des Operators z durchgeführten Digitalberechnung nicht detailliert beschrieben wird.
Die Trägheitsidentifizierungseinheit 67 wird durch eine Digitalberechnung realisiert, die durch ein Rekursionsverhältnis bzw. -beziehung von J[n] repräsentiert wird, wie unten in der Gleichung (12) ausgedrückt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Trägheitsidentifizierungseinheit 67 sukzessive J[n] ausgibt, was digital als ein Trägheitsidentifizierungswert auf Basis der Gleichung (12) berechnet wird. Es ist deshalb notwendig, den geeigneten Trägheitsidentifizierungswert auf Basis einer sukzessiven Ausgabe J[n] zu bestätigen. Eine Bestätigung des geeigneten Trägheitsidentifizierungswerts wird durch die Bestimmungseinheit A 69a realisiert, die in 2 gezeigt ist.
Die Bestimmungseinheit A 69a bestimmt zum Beispiel, dass der Trägheitsidentifizierungswert konvergiert hat, wenn eine Konvergenzbestimmungsgleichung, die unten in Gleichung (13) gezeigt ist, viermal hintereinander erfüllt ist. Die Bestimmungseinheit A 69a bestätigt den konvergierten Wert als den geeigneten Trägheitsidentifizierungswert und gibt ihn dann aus. Die Konvergenzbestimmungsgleichung wird unten nochmals unter Verwendung von 5 beschrieben werden.
5 zeigt ein Beispiel einer zeitlichen Wellenform des Geschwindigkeitsbefehlswerts, der auf den Motor angewendet wird, um die Trägheit zu identifizieren.
Eine zeitliche Wellenform, die während eines einzelnen normalen Fahrbetrieb durch die Kabine erhalten wird, wie zum Beispiel die in PTL 1 offenbarte, könnte natürlich durch die Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung als der Geschwindigkeitsbefehlswert zum Identifizieren der Trägheit verwendet werden. Um jedoch eine weitere Verbesserung in der Präzision zu erzielen, mit welcher die Trägheit identifiziert wird, ist es effektiver, den Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert zu verwenden, der in 5 gezeigt ist, wie es nachfolgend beschrieben werden wird.
Wie in 1 gezeigt, kann die Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinheit 2 zum Erzeugen des Geschwindigkeitsbefehlswerts des Motors zwischen dem Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert und einem Normalbetrieb-Geschwindigkeitsbefehlswert umschalten und gibt den Geschwindigkeitsbefehlswert des Motors durch Umschalten zwischen diesen Geschwindigkeitsbefehlswerten auf der Basis aus, ob ein Trägheitsidentifizierungsbetrieb oder ein Normalbetrieb unterwegs ist bzw. in vollem Gange ist.
Wie es wohl bekannt ist, weist der Normalbetrieb-Geschwindigkeitsbefehlswert hier eine trapezförmige zeitliche Wellenform einschließlich einer Beschleunigungszone, einer Konstantgeschwindigkeitszone und einer Verzögerungszone auf. Der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert kennzeichnet andererseits, wie in 5 gezeigt, eine zeitliche Wellenform, die sich zwischen einem ersten Geschwindigkeitswert und einem zweiten Geschwindigkeitswert ändert, die ein identisches Vorzeichen, aber unterschiedliche Größen aufweisen. Es ist festzustellen, dass 5 ein Beispiel eines Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswerts mit einer zeitlichen Wellenform zeigt, die sich alle 3,0 s zwischen Geschwindigkeitswerten mit zwei Größen ändert, nämlich 4 m/min und 15 m/min.
In 5 bezeichnen Kreismarkierungen jeweilige Zeitpunkte („timings“), zu denen der Trägheitsidentifizierungswert J[n], der auf Basis der Gleichung (12), die unten zu beschreiben ist, bestimmt wird, in einer Speichereinheit, die nicht in den Zeichnungen gezeigt ist, gespeichert wird, und eine Konvergenz desselben wird durch Anwenden der Konvergenzbestimmungsgleichung bestimmt, die in der Gleichung (13) gezeigt ist, die unten zu beschreiben ist. Ein Intervall zwischen diesen Zeitpunkten wird länger als eine Abtastzeit eingestellt, bei der die Trägheitsidentifizierungseinheit 67 die Berechnungen der Gleichung (12) implementiert.
Die Konfiguration der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung wurde oben unter Verwendung der 1 bis 5 beschrieben.
Die Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung umfasst die folgenden zwei Merkmale.
Ein erstes Merkmal ist, dass die Aufzugsteuervorrichtung, als Hauptkonfiguration, eine Filtereinrichtung zum Entfernen der Gleichstromkomponente und der Momentkomponente, die aus dem Seilungleichgewicht abgeleitet wird, aus dem Momentbefehlswert, der auf den Motor angewendet wird, und eine Trägheitsidentifizierungseinrichtung zum Identifizieren des Trägheitswerts des Aufzugs auf Basis einer Ausgabe umfasst, die erhalten wird, wenn ein Geschwindigkeitserfassungssignal in die Filtereinrichtung und eine Beschleunigungsumwandlungseinrichtung eingegeben wird, die seriell verbunden sind, und der Ausgabe, die erhalten wird, wenn der Momentbefehlswert in die Filtereinrichtung eingegeben wird.
Ein zweites Merkmal ist, dass die Trägheitsidentifizierung unter Verwendung eines Geschwindigkeitsbefehlswerts implementiert ist, der eine zeitliche Wellenform kennzeichnet, die sich zwischen einem ersten Geschwindigkeitswert und dem zweiten Wert ändert, die identische Vorzeichen, aber unterschiedliche Größen aufweisen.
Als Erstes wird deshalb in Bezug auf das erste Merkmal unten im Abschnitt [1] ein Grund beschrieben werden, warum die Trägheitsidentifizierungseinheit 67 den Trägheitsidentifizierungswert auf Basis des Beschleunigungsmoments-Befehlswert und der Ausgabe bestimmt, die erhalten wird, wenn der Beschleunigungserfassungswert in die Filtereinheit 62 eingegeben wird, die in 3 gezeigt ist.
Als Nächstes wird in Bezug auf das zweite Merkmal unten im Abschnitt [2] ein Grund beschrieben werden, warum die Präzision, mit der die Trägheit identifiziert wird, durch Anwenden der zeitlichen Wellenform des Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswerts, der in 5 gezeigt ist, verbessert wird.
Trägheitsidentifizierung durch Trägheitsidentifizierungseinheit 67
Der Grund, warum die Trägheitsidentifizierungseinheit 67 den Trägheitsidentifizierungswert auf Basis des Beschleunigungsmoments-Befehlswerts und der Ausgabe bestimmen kann, die erhalten wird, wenn der Beschleunigungserfassungswert in die Filtereinheit 62 eingegeben wird, wird nun unter Verwendung von 3 beschrieben werden.
Als Erstes kann ein Motormoment T, wenn man es in ein Beschleunigungsmoment Ta, das angemessen („commensurate“) ist, in ein Lastdrehmoment TL, das angemessen zur Last und zur Seilungleichgewichtsbedingung ist, und in ein Verlustmoment Th trennt, das angemessen zur Geschwindigkeit ist, ausgedrückt werden, wie in der Gleichung (1) gezeigt. $T = Ta + TL + Th$
Des Weiteren kann das Beschleunigungsmoment Ta ausgedrückt werden, wie in Gleichung (2) gezeigt. $Ta = J \times (d ω /dt)$
wobei J die Trägheit des gesamten Aufzugs (die Aufzugsträgheit) ist, wenn man es vom Motor aus betrachtet, wobei ω eine Winkelgeschwindigkeit (eine Motorrotations-Winkelgeschwindigkeit) ist und wobei d/dt ein Differentialoperator ist.
Als Nächstes werden unter Verwendung von 8 die verschiedenen Momentkomponenten der Gleichung (1), nämlich das Beschleunigungsmoment Ta, das Lastdrehmoment TL, das angemessen zur Last und zur Seilungleichgewichtsbedingung ist, und das Verlustmoment Th, das proportional zur Geschwindigkeit ist, im Detail untersucht werden.
Dies bedeutet genauer, dass 8 den Geschwindigkeitsbefehlswert und eine Moment-Wellenform (den Momentbefehlswert) in einem Fall zeigt, wo ein Hochhubaufzug, der eine typische Aufzugsteuervorrichtung eingesetzt, ohne Passagiere von einer obersten Etage zu einer untersten Etage fährt. Hier folgt, solange sich die Momentsteuereinheit 5 der Auf zugsteuervorrichtung in einem günstigen Betriebszustand befindet, die zeitliche Wellenform des Moments (erzeugtes Moment), das durch den Motor erzeugt wird, dem Momentbefehlswert und es ist deshalb offensichtlich, dass der Momentbefehlswert und die Moment-Wellenform übereinstimmen bzw. zueinander passen. Dementsprechend zeigt die Ordinate des Graphen im unteren Teil der 8 die Moment-Wellenform (den Momentbefehlswert).
Im Graphen des unteren Teils der 8 entspricht a einer Seilungleichgewichtskomponente, b entspricht einer Verlustmomentskomponente, c entspricht einer Ungleichgewichtskomponente zwischen dem Gewicht der Kabine und dem Gewicht des Gegengewichts, d entspricht einer Beschleunigungsmomentskomponente, die während einer Beschleunigung erzeugt wird, und e entspricht einer Beschleunigungsmomentskomponente, die während einer Verzögerung erzeugt wird.
Es ist festzustellen, dass das Seilungleichgewicht und das Ungleichgewicht zwischen dem Gewicht der Kabine und dem Gewicht des Gegengewichts gemeinsam das Lastmoment TL bilden.
Merkmale der verschiedenen Komponenten des Momentbefehlswerts (der Moment-Wellenform) stellen sich dar, wie unten beschrieben.
Seilungleichgewichtskomponente
Aus dem Graphen im unteren Teil der 8 ist es offensichtlich, dass die Seilungleichgewichtskomponente, die durch a angegeben ist, eine geneigte zeitliche Wellenform (mit unterschiedlichen Vorzeichen in einer Aufstiegsrichtung und einer Abstiegsrichtung) aufweist, wenn die Kabine mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt, und deshalb ist sie nicht konstant. Es ist festzustellen, dass das Seilungleichgewicht in der Zeichnung positiv ist, wenn sich die Kabine oberhalb einer ungefähren Zwischenposition befindet, und negativ ist, wenn sich die Kabine unterhalb der ungefähren Zwischenposition befindet.
Verlustmomentskomponente: Th
Die Verlustmomentskomponente gibt einen Verlust an, der angemessen zur Geschwindigkeit ist, und wird zum Beispiel aufgrund eines Verlustes zwischen einer Schiene und der Führung, eines Verlusts zwischen dem Seil und der Rolle, eines Verlusts zwischen dem Seil und einem Rückführrad und so weiter erzeugt. Die Verlustmomentskomponente ist ausgelegt, im Sinne des mechanischen Designs des Aufzugssystems ausreichend klein zu sein und deshalb ist deren Größe innerhalb des Momentbefehlswerts beachtlich kleiner als die Größe des Beschleunigungsmoments.
Ungleichgewichtskomponente zwischen Gewicht der Kabine und Gewicht des Gegengewichts
Hinsichtlich der Ungleichgewichtskomponente zwischen dem Gewicht der Kabine und dem Gewicht des Gegengewichts wird das Gewicht des Gegengewichts typischerweise derart bestimmt, dass ein Gewichtsgleichgewicht zwischen der Kabinenseite und der Gegengewichtsseite erzielt wird, wenn eine Last innerhalb der Kabine („in-car load“) auf die Hälfte (eine halbe Last eines) maximalen Traggewichts der Kabine eingestellt wird. Deshalb könnte in 8, die eine Fahrt ohne Passagiere zeigt, das Gewichtsungleichgewicht zwischen der Kabinenseite und der Gegengewichtsseite als ein fixer Wert angesehen werden, der eine Hälfte der Last (einer halben Last) des maximalen Traggewichts der Kabine entspricht.
Beschleunigungsmoment: Ta
Wie in Gleichung (2) gezeigt, wird die Größe des Beschleunigungsmoments in Proportion zur Größe der Winkelbeschleunigung des Motors bestimmt und das Beschleunigungsmoment in 8 nimmt während einer Beschleunigung einen positiven Wert und während einer Verzögerung einen negativen Wert an, weil die Winkelbeschleunigung ein Vorzeichen annimmt.
In der in PTL 1 offenbarten herkömmlichen Aufzugsteuervorrichtung wird angenommen, dass das Lastdrehmoment TL und das Verlustmoment Th, während die Kabinen fährt, als konstant angesehen werden könnten und deshalb wird der Trägheitswert des Aufzugs unter Verwendung einer Filtereinheit bestimmt, die einen Beschleunigungsmoments-Befehlswert durch Entfernen des Lastmoments und des Verlustmoments, die als konstant angesehen werden, vom Momentbefehlswert extrahiert.
Wie in Bezug auf den technologischen Hintergrund beschrieben, ist es deshalb schwierig, wenn die herkömmliche Aufzugsteuervorrichtung auf einen Hochhubaufzug angewendet wird, der durch das Seilungleichgewicht beeinflusst wird, das nicht als konstant betrachtet werden kann, während die Kabine fährt, einen genauen Trägheitswert des Aufzugs aufgrund der Wirkung des Seilungleichgewichts zu erhalten. Somit wird der Steuerparameter der Steuervorrichtung bestimmt und eine Steuerung wird ohne die Verwendung eines geeigneten Trägheitswerts implementiert und im Ergebnis kann keine günstige Steuereigenschaft (zum Beispiel eine Folgeeigenschaft bzw. folgende Eigenschaft relativ zum Geschwindigkeitsbefehlswert) in der Aufzugsteuervorrichtung erhalten werden.
Die Aufzugsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung extrahiert andererseits vorbestimmte Frequenzkomponenten aus dem Beschleunigungserfassungswert und dem Momentbefehlswert durch ein Anwenden der Filtereinheit 62, die die Gleichstromkomponente und den Momentstrom, der durch das Seilungleichgewicht erzeugt wird, aus dem Momentbefehlswert entfernt, sowohl auf den Beschleunigungserfassungswert als auch den Momentbefehlswert und bestimmt dann den Trägheitswert des Aufzugs unter Verwendung der Trägheitsidentifizierungseinheit 67 auf Basis der jeweiligen Ausgaben aus der Filtereinheit 62.
Wenn die jeweiligen Filtereinheiten der herkömmlichen Aufzugsteuervorrichtung bzw. der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung hier verglichen werden, existieren zwei klare Unterschiede zwischen ihnen.

<1> Die Momentkomponente, die aus dem Seilungleichgewicht abgeleitet wird, kann nicht durch die Filtereinheit der vorherigen (der herkömmlichen Aufzugsteuervorrichtung) entfernt werden, aber sie kann durch die Filtereinheit der späteren (der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung) entfernt werden und deshalb weisen die jeweiligen Filtereinheiten der zwei Vorrichtungen unterschiedliche Frequenzeigenschaften auf.
<2> Ferner wird die Filtereinheit der vorherigen nur auf den Momentbefehlswert und nicht auf den Beschleunigungserfassungswert angewendet, wohingegen die Filtereinheit der späteren sowohl auf den Beschleunigungserfassungswert als auch auf den Momentbefehlswert angewendet wird und deshalb weisen die jeweiligen Filtereinheiten der zwei Vorrichtungen unterschiedliche Anwendungskonfigurationen auf.

Aufgrund der zwei Unterschiede, die in den Abschnitten <1> und <2> beschrieben sind, unterscheiden sich die Aufzugträgheitswerte, die durch die herkömmliche Aufzugsteuervorrichtung bzw. die Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung bestimmt werden, hinsichtlich einer Präzision.
Somit wird die Art und Weise, in welcher die Trägheitsidentifizierungseinheit 67 einen Aufzugsträgheits-Identifizierungswert für einen Hochhubaufzug bestimmt, unten unter Verwendung der mathematischen Gleichungen beschrieben werden, wobei man sich auf die Filtereinheit 62 der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung fokussiert.
Es ist festzustellen, die Aufzugsteuervorrichtung in Wirklichkeit durch eine Digitalsteuerung realisiert wird und deshalb streng als ein diskretes Zeitsystem beschrieben werden sollte, das einen Operator z verwendet. Hier wird jedoch eine Priorität auf eine Vereinfachung eines Verständnisses gesetzt, während eine Genauigkeit beibehalten wird, und deshalb wird die Aufzugsteuervorrichtung als ein kontinuierliches Zeitsystem beschrieben werden. Aus dem gleichen Grund wird auch die Aufzugsteuervorrichtung als ein Linearsystem beschrieben werden. Des Weiteren wird, sofern es notwendig ist, eine Gedankengang, der mit einem mathematischen Operatorverfahren übereinstimmt, angewendet werden, wenn mathematische Gleichungen transformiert werden.
Die Moment-Wellenform (der Momentbefehlswert) T kann, wie unten in Gleichung (3) gezeigt, auf Basis der Gleichungen (1) und (2) ausgedrückt werden. $T = J \times (d ω /dt) + TL + Th$
Als Nächstes kann durch Ausdrücken einer Transfer- bzw. Übertragungseigenschaft innerhalb eines Laplace-Raums der Filtereinheit 62 die Aufzugsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung als eine Funktion H1 und durch Anwenden von H1 auf die linke Seite und die rechte Seite der Gleichung (3) eine Gleichung (4) erhalten werden, die unten gezeigt ist. $H 1 (T) = H 1 (J \times (d ω /dt) + TL + Th)$
Hier bezeichnet H1 ( ) die Ausgabe die erhalten wird, wenn das Filter H1 auf ein Signal innerhalb der Klammern angewendet wird.
Des Weiteren erhält man, wenn das Assoziativgesetz und das Distributivgesetz des Linearsystems auf die Gleichung (4) angewendet werden, die Gleichungen (5), (6) und (7), die unten gezeigt sind. $H 1 (T) = H 1 (J \times (d ω /dt)) + H 1 (TL) + H 1 (Th)$
$\begin{matrix} H 1 (T) = J \times H 1 (d ω / dt) + H 1 (TL) + H 1 (Th) (6) \\ = J \times d (H 1 (ω)) / dt + H 1 (TL) + H 1 (Th) (7) \end{matrix}$
Im Hinblick auf das Lastmoment TL, das die Seilungleichgewichtskomponente und die Ungleichgewichtskomponente zwischen dem Gewicht der Kabine und dem Gewicht des Gegengewichts umfasst, verlängert sich in einem Hochhubaufzug, der insbesondere einen langen Elevationshub aufweist, das Seil in Übereinstimmung mit dem Elevationshub, was zu einer Erhöhung der Wirkung der Seilungleichgewichtskomponente führt, und im Ergebnis ist das Seilungleichgewicht nicht konstant, wie oben beschrieben.
Deshalb ist es wieder schwierig, die nicht konstante Seilungleichgewichtskomponente mit einer Filtereinheit zu entfernen, die lediglich die Gleichstromkomponente entfernt, wie zum Beispiel mit derjenigen, die in der herkömmlichen Aufzugsteuervorrichtung verwendet wird.
Als bzw. wie H1( ) wendet die Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung ein Bandpassfilter (BPF) mit einer Frequenzeigenschaft an, mit der die Wirkung einer Seilungleichgewichtskomponente, die geneigt ist, wenn die Kabine mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt, zusätzlich zu der Gleichstromkomponente ausreichend entfernt werden kann. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass eine Eck- bzw. Knickfrequenz des Hochpassfilters (HPF), das einen Teil des Bandpassfilters (BPF) bildet, beachtlich höher als die Eigenschaft der Filtereinheit ist, die in der herkömmlichen Aufzugsteuervorrichtung verwendet wird.
Wie durch (H1(TL) + H1(Th)) auf der rechten Seite der Gleichung (6) oder der Gleichung (7) veranschaulicht, kann mit der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung deshalb durch ein Anwenden der Filtereinheit 62 die Wirkung der Lastungleichgewichtskomponente schrittweise auf Null verringert werden, selbst in einem Hochhubaufzug mit einem langen Elevationshub.
Dementsprechend gilt $H 1 (T) = J \times H 1 (d ω /dt)$
$= J \times d (H 1 (ω)) /dt$
Ferner erhält man Gleichungen (10) und (11), die unten gezeigt sind, aus den Gleichungen (8) und (9). $J = H 1 (T) / (H 1 (d ω /dt))$
$= H 1 (T) / (d (H 1 (ω)) /dt)$
Es ist festzustellen, dass dies einen Fall ausschließt, in welchem der Wert des Nenners in der Gleichung (10) oder in der Gleichung (11) Null ist.
In der Gleichung (10) bezeichnet der Zähler den gefilterten Momentbefehlswert und der Nenner bezeichnet den gefilterten Beschleunigungserfassungswert.
Währenddessen bezeichnet der Zähler in der Gleichung (11) ebenfalls den gefilterten Momentbefehlswert, während der Nenner einen differenzierten Wert des gefilterten Geschwindigkeitserfassungswerts bezeichnet. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Differenz zwischen der Gleichung (10) und der Gleichung (11) die in der früheren (Gleichung (10)) ist, wobei der Nenner durch Filtern des differenzierten Geschwindigkeitserfassungswerts erhalten wird, wohingegen in der späteren (Gleichung (11)) der Nenner durch Differenzieren des gefilterten Geschwindigkeitserfassungswerts erhalten wird.
Somit entspricht die Gleichung (10) der Ansicht der internen Konfiguration der Trägheitsberechnungseinheit, die in 3 gezeigt ist, während die Gleichung (11) der Ansicht der internen Konfiguration der in 7 gezeigten Trägheitsberechnungseinheit entspricht, was nachfolgend zu beschreiben ist.
Es ist festzustellen, dass die 7 eine Aufzugsteuervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, die unten zu beschreiben ist.
Es ist aus dem oben Gesagten offensichtlich, dass der Trägheitsidentifizierungswert, oder mit anderen Worten die Trägheit J, grundsätzlich auf Basis der Gleichung (10) oder der Gleichung (11) bestimmt werden kann.
In der Gleichung (10) oder in der Gleichung (11) erfolgt eine Division durch Null, wenn der Nenner, oder mit anderen Worten der Wert des gefilterten Beschleunigungserfassungswerts, Null erreicht, und dies ist problematisch.
In einer eigentlichen Aufzugsteuervorrichtung ist es deshalb notwendig, ein Trägheitsidentifizierungsverfahren einzusetzen, das das Problem der Division durch Null löst.
Somit wird unten ein effektives Trägheitsidentifizierungsverfahren (ein Identifizierungsalgorithmus) zum Lösen des Problems der Division durch Null beschrieben werden.
Zuerst könnte, unter Verwendung von Gleichung (6) als Referenz, H1 (dω/dt) und H1(T) als Abszissendaten bzw. Ordinatendaten geplottet werden, die zweidimensionale Daten bilden. Ferner könnten diese zweidimensionalen Daten in einer großen Menge aus einem tatsächlichen Arbeitsaufzugssystem gesammelt und geplottet werden. Unter Bezugnahme auf die Gleichung (6) ist es zu dieser Zeit offensichtlich, dass die Trägheit J dem Anstieg einer geraden Linie entspricht, die erhalten wird, wenn eine lineare Näherung der geplotteten zweidimensionalen Daten durchgeführt wird. Deshalb könnte der Anstieg einer geraden Linie bestimmt werden, die erhalten wird, wenn eine lineare Näherung der Datengruppe durch Anwenden der Methode der kleinsten Quadrate darauf durchgeführt wird, und der Wert des Anstiegs könnte als der Identifizierungswert der Trägheit J eingestellt werden.
Es ist festzustellen, dass dieser Gedankengang in Bezug auf die Gleichung (6) auf die Gleichung (7) ähnlich angewendet werden könnte.
Durch Bestimmen der Trägheit J auf Basis dieses Gedankengangs kann das Problem (das Problem einer Division durch Null), das sich ergibt, wenn der Nenner der Gleichung (10) oder der Gleichung (11) Null wird bzw. erreicht, vermieden werden.
In diesem Verfahren des Sammelns einer großen Menge von zweidimensionalen Daten aus dem tatsächlichen Arbeitsaufzugssystem, wobei eine lineare Näherung der gesammelten zweidimensionalen Daten durch Anwenden der Methode der kleinsten Quadrate durchgeführt wird und wobei der Anstieg der geraden Linie eingestellt wird, die zu dieser Zeit als die Trägheit J erhalten wird, werden die Daten akkumuliert und das Verfahren der kleinsten Quadrate wird einmal auf die akkumulierten Daten als Ganzes angewendet. Somit wird dieses Verfahren als ein Verfahren zum Identifizieren der Trägheit J durch Anwenden einer einmaligen Methode der kleinsten Quadrate bezeichnet werden.
Im Gegensatz zu der einmaligen Methode der kleinsten Quadrate könnte die Trägheit J jedoch bestimmt werden, während die zweidimensionalen Daten aus einem tatsächlichen Arbeitsaufzugssystem gesammelt werden und gleichzeitig die Methode der kleinsten Quadrate nachfolgend darauf ausgeübt wird. Dieses Verfahren stellt ein Verfahren zum Bestimmen der Trägheit J durch Anwenden einer nachfolgenden Methode der kleinsten Quadrate dar.
Das Verfahren zum Identifizieren der Trägheit J durch Anwenden der nachfolgenden Methode der kleinsten Quadrate wird nun beschrieben werden.
Speziell bei diesem Identifizierungsverfahren bestimmt die Trägheitsidentifizierungseinheit 67 die Trägheit J (genauer J[n]) durch Berechnen eines Rekursionsverhältnises von J[n], wie unten gezeigt. $J [n] = J [n - 1] + μ \times a [n] \times (t [n] - J [n - 1] \times a [n])$
Hier bezeichnet a[n] Daten, die durch Implementieren einer BPF-(Bandpassfilter #1)-Verarbeitung auf Motorwinkelbeschleunigungsdaten, die während einer Fahrt erzeugt werden, erhalten werden,
t[n] bezeichnet Daten, die durch Implementieren einer BPF-(Bandpassfilter #2)-Verarbeitung auf Momentbefehlswert-(Moment-Wellenform)-Daten erhalten werden, die während einer Fahrt werden, und
J[n] bezeichnet den Trägheitsidentifizierungswert.
Es ist festzustellen, dass hier die Daten, die durch ein Implementieren einer BPF-(Bandpassfilter)-Verarbeitung erhalten werden, Daten darstellen, die durch das BPF (das Bandpassfilter) gegangen sind.
Ferner weisen die Bandpassfilter #1 und #2 identische Frequenzeigenschaften auf.
Es ist festzustellen, dass n eine natürliche Zahl ist.
Ferner ist µ eine Konstante (eine Identifizierungskonstante), die zum Einstellen einer Konvergenzgeschwindigkeit des Identifizierungswerts verwendet wird.
Somit wird die Trägheitsidentifizierungseinheit 67, die in 4 gezeigt ist, durch eine digitale Berechnung bzw. eine Digitalberechnung realisiert, die das Rekursionsverhältnis von J[n] repräsentiert, die in der Gleichung (12) gezeigt ist. Auf ähnliche Weise wird die Beschleunigungsumwandlungseinheit 61, die in 4 gezeigt ist, durch eine digitale Berechnung realisiert, bei der eine Differentialoperation durchgeführt wird.
Dementsprechend wird die spezifische Berechnungsverarbeitung, die in 4 gezeigt ist, im Inneren der Trägheitsberechnungseinheit 60 implementiert.
Es ist festzustellen, dass der Identifizierungswert der Trägheit J in der Gleichung (12) auf Basis des nachfolgend erhaltenen Werts von J[n] bestätigt werden muss. Dies ist durch die Bestimmungseinheit A 69a realisiert.
Die Bestimmungseinheit A 69a bestimmt, ob der Trägheitsidentifizierungswert, der durch die Trägheitsberechnungseinheit 60 berechnet wird, ein geeigneter Wert ist oder nicht, und bestätigt dann den geeigneten Trägheitsidentifizierungswert als den Identifizierungswert der Trägheit J und gibt ihn aus.
Noch spezifischer bedeutet dies, dass die Bestimmung, ob der durch die Trägheitsberechnungseinheit 60 berechnete Trägheitsidentifizierungswert ein geeigneter Wert ist oder nicht, durch Bestätigen des Konvergenzgrads des Trägheitsidentifizierungswerts gemacht wird, der durch die Trägheitsberechnungseinheit 60 berechnet wird.
Somit wird ein Verfahren zum Bestimmen eines geeigneten Trägheitsidentifizierungswerts auf Basis des Konvergenzgrads des Trägheitsidentifizierungswerts unten unter Verwendung von 5 beschrieben werden, die die zeitliche Wellenform des Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswerts zeigt.
Wie oben festgestellt, bezeichnen die Kreismarkierungen in 5 die Zeitpunkte, zu denen der Trägheitsidentifizierungswert, der durch die Trägheitsberechnungseinheit 60 berechnet wird, in der Speichereinheit gespeichert wird, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist, und die gleichzeitigen Zeitpunkte, bei denen die Konvergenz durch Ausüben der Konvergenzbestimmungsgleichung bestimmt wird, die in der Gleichung (13) gezeigt ist, die unten zu beschreiben ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass zu jedem der Zeitpunkte, die durch Kreismarkierungen angegeben sind, J[n] gespeichert wird und der Konvergenzgrad davon bestätigt wird.
In 5 ist der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert derart eingerichtet, dass zwei Geschwindigkeitswerte, die unterschiedlichen Größen aufweisen, sich alle 3 s abwechseln und deshalb wird der Trägheitsidentifizierungswert gespeichert und der Konvergenzgrad davon wird bei Intervallen der gleichen Länge, d.h. alle 3 s, bestätigt.
In 5 wird eine Periode, innerhalb der die Trägheitsidentifizierungseinheit 67 erfolgreich den Trägheitsidentifizierungswert berechnet, zum Beispiel auf 5 ms eingestellt und deshalb ist das hier verwendete Timing-Intervall von 3 s klar beachtlich länger als 5 ms.
Tatsächlich ändert sich der Trägheitsidentifizierungswert, wenn der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert verwendet wird, der in 5 gezeigt ist, während Beschleunigungs- und Verzögerungsperioden stark, innerhalb denen der Geschwindigkeitswert geschaltet wird, und konvergiert während einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit sanft. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der Trägheitsidentifizierungswert eine Eigenschaft aufweist, gemäß sich der Trägheitsidentifizierungswert in Schritten bei Periodenintervallen von 3 s ändert, während denen der Geschwindigkeitswert geschaltet wird, während er schrittweise konvergiert. Somit wird der Konvergenzgrad des Trägheitsidentifizierungswerts unter Verwendung dieser Eigenschaft bestätigt und eine Bestimmung wird dahingehend durchgeführt, ob der Trägheitsidentifizierungswert konvergiert hat oder nicht, während der Trägheitsidentifizierungswert bei Periodenintervallen von 3 s gespeichert wird, was beachtlich länger als die Periode von 5 ms ist, während der der Trägheitsidentifizierungswert erfolgreich berechnet wird.
Hinsichtlich einer spezifischen Bestimmung, ob der Trägheitsidentifizierungswert konvergiert hat oder nicht, könnte der Trägheitsidentifizierungswert dazu bestimmt werden, konvergiert zu haben, wenn zum Beispiel die Konvergenzbestimmungsgleichung, die in der Gleichung (13) unten gezeigt ist, viermal hintereinander erfüllt ist.
Konvergenzbestimmungsgleichung: $Abs (J_{k} - J_{k - 1}) < 0.03 \times J_{k - 1}$
Hier stellt Abs ( ) einen Operator dar, der zum Berechnen eines absoluten Werts des numerischen Werts in den Klammern verwendet wird.
Ferner bezeichnet J_k den Trägheitsidentifizierungswert J[n], der während dem Zeitpunkt gespeichert wird, der durch eine k^te Kreismarkierung angegeben ist. k stellt eine natürliche Zahl dar und J₀ könnte zum Beispiel auf einen Wert von Null oder auf einen Wert eingestellt werden, der als anfängliches Wertdatum eingestellt ist (Datum, das als Initialwert angewendet werden).
In der Gleichung (13) wird der Trägheitsidentifizierungswert so bestimmt, dass er zum aktuellen gespeicherten Trägheitsidentifizierungswert J[n] konvergiert hat, wenn ein absoluter Wert einer Differenz zwischen dem vorher gespeicherten Trägheitsidentifizierungswert J[n] und dem aktuell gespeicherten Trägheitsidentifizierungswert J[n] kleiner als ein Mehrfaches von 0,03 des zuvor gespeicherten J[n] ist.
Durch Einstellen des Werts des Trägheitsidentifizierungswerts zu dem Punkt, wo der Trägheitsidentifizierungswert, der konvergiert hat, als der geeignete Trägheitsidentifizierungswert bestimmt wird, kann der Identifizierungswert der Trägheit J bestätigt werden.
Wenn bestätigt wurde, dass der Trägheitsidentifizierungswert konvergiert hat, stoppt die Aufzugsteuervorrichtung 1 ein Anwenden des Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswerts als den Geschwindigkeitsbefehlswert.
Danach beginnt die Aufzugsteuervorrichtung 1 einen normalen Betrieb bzw. Normalbetrieb durch Schalten bzw. Umschalten eines Schalters der Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinheit 2 derart, dass der Normalbetrieb-Geschwindigkeitsbefehlswert als der Geschwindigkeitsbefehlswert angewendet wird, und lässt die Trägheitsidentifizierungsberechnungen im Inneren der Trägheitsbestimmungseinheit A 50a anhalten.
Wie oben in Bezug auf die Konfiguration der Trägheitsbestimmungseinheit A 50a beschrieben, stellt die Steuerparameter-Einstelleinheit A 71a, wenn der Normalbetrieb beginnt, einen geeigneten Steuerparameter für die Aufzugsteuervorrichtung unter Verwendung des geeigneten Trägheitsidentifizierungswerts ein, der durch die Bestimmungseinheit A 69a der Trägheitsbestimmungseinheit A 50a bestätigt ist.
Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Aufzugsteuervorrichtung 1 den Normalbetrieb durch ein Durchführen von Berechnungen unter Verwendung des Steuerparameters realisiert, der durch die Steuerparameter-Einstelleinheit A 71a eingestellt ist. Es ist hier festzustellen, wie oben beschrieben, dass der Steuerparameter die Verstärkung des PI-Controllers 43 darstellt, der zum Beispiel in der Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinheit A 40a vorgesehen ist.
Dies bedeutet spezifischer, dass die Steuerparameter-Einstelleinheit A 71a den Wert der Verstärkung des PI-Controllers 43 unter Berücksichtigung des Trägheitswerts einstellt, der durch die Bestimmungseinheit A 69a bestätigt ist, so dass die Übertragungseigenschaft eines offenen Regelkreises („open loop transfer characteristic“) des Geschwindigkeitssteuersystems (oder des Steuerbands des Geschwindigkeitssteuersystems) mit dem entworfenen Wert übereinstimmt.
Im Abschnitt [1] oben wurde zuerst der Grund, warum die Trägheitsidentifizierungseinheit 67, die in den 3 und 4 gezeigt ist, den Trägheitsidentifizierungswert des Aufzugs auf Basis des Beschleunigungsmoments-Befehlswerts und der Ausgabe bestimmen kann, die erhalten wird, wenn der Beschleunigungserfassungswert in die Filtereinheit 62 eingegeben wird, hinsichtlich des ersten Merkmals der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben.
Als Nächstes wird unten im Abschnitt [2] der Grund, warum die Präzision, mit der die Trägheit identifiziert wird, durch ein Anwenden der zeitlichen Wellenform auf den Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert, der in 5 gezeigt ist, verbessert werden kann, hinsichtlich dem zweiten Merkmal der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben werden.
Trägheitsidentifizierung unter Verwendung eines Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswerts
Grund 1 für eine Verbesserung einer Identifikationspräzision
Unten wird ein Fall, in welchem der Identifizierungswert der Trägheit J auf Basis der Methode der kleinsten Quadrate, die in Gleichung (12) gezeigt ist, unter Verwendung der Daten a [n] bestimmt wird, die durch Implementieren einer BPF-Verarbeitung auf die Motorwinkelbeschleunigungsdaten erhalten wird, die während einer Fahrt erzeugt werden, und der Daten t[n], die durch Implementieren einer BPF-Verarbeitung auf die Fahrmomentsdaten erhalten werden, als ein Beispiel beschrieben werden.
In diesem Fall basiert das Trägheitsidentifizierungsverfahren auf der Methode der kleinsten Quadrate und es ist deshalb klar, dass grundsätzlich die Präzision, mit der die Trägheit J identifiziert wird, stetig durch Erhöhen der Menge der zweidimensionalen Daten (a[n], t[n]) verbessert werden kann, wobei a[n] und t[n] kombiniert werden. Wie oben beschrieben, ist der Grund, warum dies klar ist, dass, wenn eine große Menge von zweidimensionalen Daten (a[n], t[n]) auf einer zweidimensionalen Ebene mit einer Ordinate und einer Abszisse geplottet werden, der Anstieg der geraden Linie, die erhalten wird, wenn eine lineare Näherung der zweidimensionalen Daten durchgeführt wird, der Trägheit J entspricht.
Es ist jedoch notwendig festzustellen, dass, selbst wenn die Menge der zweidimensionalen Daten (a[n], t[n]) groß ist, die Präzision, mit der die Trägheit J identifiziert wird, nicht verbessert werden kann, falls die Werte der zweidimensionalen Daten im Wesentlichen konstant sind.
Wenn die Trägheit J identifiziert wird, ist es deshalb klar effektiv, einen Geschwindigkeitsbefehlswert anzuwenden, mit dem eine große Menge von zweidimensionalen Daten, die durch a[n] und t[n] gebildet werden, zu verschiedenen Werten als der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert gesammelt werden kann, um die Präzision zu verbessern, mit der die Trägheit J identifiziert wird.
Auf Basis dieses Gedankengangs verwendet die Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung einen Geschwindigkeitsbefehlswert, wie zum Beispiel den in 5 gezeigten, der eine zeitliche Wellenform aufweist, die sich alle 3 s zwischen einem ersten Geschwindigkeitswert und einem zweiten Geschwindigkeitswert mit identischen Vorzeichen, aber unterschiedlichen Größen ändert, als den Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert.
Ferner könnte der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert, der hier verwendet wird, derart verstanden werden, dass er einem Identifizierungssignal entspricht, das ein Aufzugsystem im technischen Gebiet der Systemidentifizierung anregt. Des Weiteren ist es allgemein im technischen Gebiet der Systemidentifizierung bekannt, dass, wenn ein Identifizierungssignal eine zeitliche Wellenform einschließlich einer großen Anzahl von Frequenzkomponenten aufweist, eine schnelle Konvergenz zum korrekten Identifizierungswert (d.h. einer Verbesserung in der Identifizierungskonvergenzleistung) zusätzlich zu der vorher erwähnten Verbesserung in der Identifikationspräzision erhalten werden kann.
Es ist jedoch nicht geeignet, einfach einen Geschwindigkeitsbefehlswert, der sich zum Beispiel zwischen einem Vorwärtsantrieb und einem Rückwärtsantrieb eines Motors ändert, wobei dieser Geschwindigkeitsbefehlswert als ein Identifizierungssignal zum Anregen eines Motorsystems wohl bekannt ist, auf ein Aufzugsystem anzuwenden, das ein mechanisches Aufzugssystem umfasst.
Der Grund dafür ist, dass, wenn eine Trägheitsidentifizierung für einen Aufzug korrekt implementiert wird, das Aufzugsystem in einem Zustand angeregt werden muss, wo eine Antriebskraft zuverlässig vom Motor 7 an die Kabine 15 übertragen wird.
Wenn ein Geschwindigkeitsbefehlswert, mit dem eine Traktion zwischen der Rolle 9 und dem Seil 11 nicht sichergestellt werden kann, verwendet wird, tritt ein Schlupfphänomen zwischen der Rolle 9 und dem Seil 11 auf und im Ergebnis kann der korrekte Trägheitswert des Aufzugs, oder mit anderen Worten der korrekte Trägheitswert des gesamten Aufzugs, wenn man es vom Motor 7 aus betrachtet, nicht erhalten werden.
Es ist deshalb notwendig, sich den folgenden Punkt bewusst zu machen, wenn der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung angewendet wird, der eine zeitliche Wellenform aufweist, die zwischen einem ersten Geschwindigkeitswert und einem zweiten Geschwindigkeitswert mit identischen Vorzeichen, aber unterschiedlichen Größen wechselt.
Der erste Geschwindigkeitswert und der zweite Geschwindigkeitswert des Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswerts müssen bei Werten eingestellt sein, die jeweils auf geeignete Größen eingestellt wurden, um so das zuvor erwähnte Schlupfphänomen zwischen der Rolle und dem Seil zu vermeiden. Indem man dies so macht, kann die Trägheitsidentifizierung auf zuverlässige Weise in einem Zustand durchgeführt werden, wo eine Antriebskraft zuverlässig vom Motor auf die Kabine übertragen wird.
Wie oben im Abschnitt (1) beschrieben, ist es klar, dass in der ersten Ausführungsform dieser Erfindung die Identifikationspräzision und die Identifizierungskonvergenzleistung durch Anwenden der in 5 gezeigten zeitlichen Wellenform als den Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert verbessert werden kann.
Grund 2 zur Verbesserung einer Identifikationspräzision
In dem in 5 gezeigten Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert können der erste Geschwindigkeitswert und der zweite Geschwindigkeitswert beide solange verringert werden, wie die Trägheitsidentifizierung günstig implementiert ist, und deshalb können die ersten und zweiten Geschwindigkeitswerte zum Beispiel auf ungefähr ein Hundertstel der tatsächlichen Geschwindigkeit der Kabine während einer normalen Fahrt eingestellt werden. Wenn ein Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert mit ersten und zweiten Geschwindigkeitswerten mit Größen, die auf diese Weise eingestellt sind, verwendet wird, ist ein Betrag, um welchen sich die Kabine zwischen dem Start und dem Ende der Trägheitsidentifizierungsberechnungen bewegt, kleiner als bei der herkömmlichen Aufzugsteuervorrichtung. Wenn der Bewegungsbetrag der Kabine klein ist, ist auch der Betrag, um welchen das Seilungleichgewicht variiert, während sich die Kabine zwischen dem Start und dem Ende der Trägheitsidentifizierungsberechnungen bewegt, ebenfalls klein. Deshalb kann, wenn der hier beschriebene Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert eingesetzt wird, die Wirkung des Seilungleichgewichts auf die Signale (zum Beispiel den Momentbefehlswert) verringert werden, die während einer Trägheitsidentifizierung verwendet werden.
Es ist deshalb klar, dass durch Einsetzen eines Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswerts mit ersten und zweiten Geschwindigkeitswerten mit eingestellten Größen die Wirkung des Seilungleichgewichts im Trägheitsidentifizierungsergebnis weniger wahrscheinlicher auftritt.
Der Inhalt der Abschnitte (1) und (2) kann wie folgt zusammengefasst werden.
Mit dem in 5 gezeigten Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert kann eine große Menge der zweidimensionalen Daten (a[n], t[n]) bei verschiedenen Werten gesammelt werden, wenn die Trägheit J identifiziert wird, und deshalb kann eine Trägheitsidentifizierung mit einem hohen Grad einer Identifikationspräzision und einer höheren Identifizierungskonvergenzleistung erzielt werden.
Des Weiteren kann, durch geeignetes Einstellen der Größe des Geschwindigkeitsbefehlswerts relativ zu der normalen Fahrgeschwindigkeit der Kabine, die Wirkung des Seilungleichgewichts auf den Trägheitsidentifizierungsbetrieb verringert werden und im Ergebnis kann eine Trägheitsidentifizierung mit einem noch höheren Grad einer Identifizierungspräzision erzielt werden.
Die Konfiguration der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung wurde oben beschrieben, um das Verhältnis der zwei Merkmale klarzustellen, die als die Hauptkonfiguration für den Trägheitsidentifizierungsbetrieb dienen, der als der Kernteil der Aufzugsteuervorrichtung dient.
Ein Betrieb der Auf zugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung wird unten kurz unter Verwendung der 1 bis 5 beschrieben werden. Es ist festzustellen, dass einige Teile, die bereits beschrieben sind, wiederholt werden.
Um den Trägheitswert zu identifizieren, wird als Erstes, wie in 1 gezeigt, die Kabine 15 auf einer gewissen Etage gestoppt, wonach der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert, der in 5 gezeigt ist, in die Geschwindigkeitssteuereinheit A 3a als der Geschwindigkeitsbefehlswert eingegeben wird, der durch die Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinheit 2 erzeugt ist, und die Geschwindigkeitssteuereinheit A 3a wendet den Momentbefehlswert auf den Motor 7 über die Momentsteuereinheit 5 an. Im Ergebnis wird der Motor 7 angetrieben, wodurch man die Kabine 15 fahren lässt. Die Geschwindigkeitserfassungseinheit 20 bestimmt den Geschwindigkeitserfassungswert über die Differenziereinrichtung 19, indem der Positionserfassungswert des Motors 7 unter Verwendung des Gebers 8 erfasst wird, und gibt den Geschwindigkeitserfassungswert in die Geschwindigkeitssteuereinheit A 3a ein.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Geschwindigkeitssteuereinheit A 3a unter Verwendung von 2 beschrieben werden. Die zweite Subtrahiereinrichtung 41a subtrahiert den Geschwindigkeitserfassungswert vom Geschwindigkeitsbefehlswert und stellt unter Verwendung des Substraktionsergebnises den Wert, der durch den PI-Controller 43 durch eine PI-Steuerung erhalten wird, als den Momentbefehlswert ein.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Trägheitsbestimmungseinheit A 50a unter Verwendung der 2, 3 und 4 beschrieben werden.
Im Inneren der Trägheitsbestimmungseinheit A 50a bestimmt die Trägheitsberechnungseinheit 60 den Trägheitsidentifizierungswert unter Verwendung des Geschwindigkeitserfassungswerts und des Momentbefehlswerts. In der Trägheitsberechnungseinheit F 60f, die als ein spezifisches Beispiel der Trägheitsberechnungseinheit 60 dient, berechnet die Trägheitsidentifizierungseinheit 67 den Trägheitsidentifizierungswert des Aufzugs auf Basis der Rekursionsbeziehung, die in der Gleichung (12) gezeigt ist, unter Verwendung der Ausgabe der Filtereinheit 62, die eine Frequenzeigenschaft aufweist, mit der die Gleichstromkomponente und die Momentkomponente, die aus dem Seilungleichgewicht abgeleitet ist, aus der zeitlichen Wellenform des Momentbefehlswerts entfernt werden können.
Die Bestimmungseinheit A 69a der Trägheitsbestimmungseinheit A 50a bestimmt, ob der Trägheitsidentifizierungswert, der durch die Trägheitsberechnungseinheit 60 bestimmt ist, oder mit anderen Worten der Trägheitsidentifizierungswert, der durch die Trägheitsberechnungseinheit F 60f berechnet ist, die als ein spezifisches Beispiel der Trägheitsberechnungseinheit 60 dient, ein geeigneter Wert ist oder nicht, während der Konvergenzgrad des Trägheitsidentifizierungswerts bestätigt wird, bestätigt den Trägheitsidentifizierungswert zu dem Punkt, wo eine Konvergenz dazu bestimmt ist, als der geeignete Trägheitsidentifizierungswert erhalten zu sein, und gibt den geeigneten Trägheitsidentifizierungswert aus. Hinsichtlich einer spezifischen Bestimmung, ob der Trägheitsidentifizierungswert konvergiert hat oder nicht, könnte der Trägheitsidentifizierungswert dazu bestimmt werden, konvergiert zu haben, wenn zum Beispiel die in der Gleichung (13) gezeigte Konvergenzbestimmungsgleichung viermal hintereinander erfüllt ist.
Als Nächstes stellt die Steuerparameter-Einstelleinheit A 71a der Trägheitsbestimmungseinheit A 50a den Steuerparameter der Steuervorrichtung unter Verwendung des Trägheitsidentifizierungswerts ein, der von der Bestimmungseinheit A 69a als geeignet bestätigt ist. Hier stellt der Steuerparameter die Verstärkung des PI-Controllers 43 dar, der in der Momentbefehls-Erzeugungseinheit A 40a vorgesehen ist.
Mit der Bestätigung, dass der Trägheitsidentifizierungswert konvergiert hat, stoppt die Aufzugsteuervorrichtung 1 ein Anwenden des Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswerts als den Geschwindigkeitsbefehlswert und startet einen normalen Betrieb durch Umschalten des Schalters der Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinheit 2 derart, dass der Normalbetrieb-Geschwindigkeitsbefehlswert als der Geschwindigkeitsbefehlswert angewendet wird. Während des normalen Betriebs hält die Aufzugsteuervorrichtung 1 die Trägheitsidentifizierungsberechnungen im Inneren der Trägheitsbestimmungseinheit A 50a an.
Zum Start des normalen Betriebs stellt die Steuerparameter-Einstelleinheit A 71a den Steuerparameter der Aufzugsteuervorrichtung auf eine geeignete Weise unter Verwendung des Trägheitsidentifizierungswerts ein, der durch die Bestimmungseinheit A 69a der Trägheitsbestimmungseinheit A 50a bestätigt ist.
Sobald der Trägheitsidentifizierungsbetrieb abgeschlossen ist, führt die Aufzugsteuervorrichtung 1 normale Operationen durch, indem Berechnungen unter Verwendung des Steuerparameters durchgeführt werden, der durch die Steuerparameter-Einstelleinheit A 71a eingestellt ist.
Wie oben beschrieben, umfasst die Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung als kennzeichnende Konfigurationen die Filtereinrichtung zum Entfernen der Gleichstromkomponente und der Momentkomponente, die aus dem Seilungleichgewicht abgeleitet ist, aus dem Momentbefehlswert, der auf den Motor angewendet wird, und die Trägheitsidentifizierungseinrichtung zum Identifizieren des Trägheitswerts des Aufzugs auf Basis der Ausgabe, die erhalten wird, wenn das Geschwindigkeitserfassungssignal in die Filtereinrichtung und die Beschleunigungsumwandlungseinrichtung eingegeben wird, die seriell verbunden sind, und der Ausgabe, die erhalten wird, wenn der Momentbefehlswert in die Filtereinrichtung eingegeben wird.
Mit der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung kann die Wirkung des Seilungleichgewichts effektiv entfernt werden, wenn der Trägheitswert des Aufzugs identifiziert wird, und im Ergebnis kann der Trägheitswert genau berechnet werden, selbst in einem Hochhubaufzug, in welchem Probleme aufgrund des Seilungleichgewichts auftreten.
In der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung, wenn die Trägheit unter Verwendung eines Geschwindigkeitsbefehlswerts, der eine zeitliche Wellenform kennzeichnet, die zwischen einem ersten Geschwindigkeitswert und einem zweiten Geschwindigkeitswert mit identischen Vorzeichen, aber unterschiedlichen Größen wechselt, als der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert identifiziert wird, kann eine Trägheitsidentifizierung mit einem hohen Grad einer Identifikationspräzision und einer höheren Identifizierungskonvergenzleistung selbst in einem Hochhubaufzug erzielt werden, in welchem Probleme aufgrund des Seilungleichgewichts auftreten.
Zweite Ausführungsform
1 und 3 bis 6 betreffen eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung.
Als Erstes wird eine Konfiguration einer Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben werden.
1 und 3 bis 5 sind so, wie oben in der ersten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben.
Dementsprechend wird die Konfiguration der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung hauptsächlich unter Verwendung von 6 beschrieben werden.
In der ersten Ausführungsform dieser Erfindung entspricht die in 1 gezeigte Geschwindigkeitssteuereinheit 3 der Geschwindigkeitssteuereinheit A 3a, die die in 2 gezeigte interne Konfiguration aufweist. In der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung entspricht die in 1 gezeigte Geschwindigkeitssteuereinheit 3 einer Geschwindigkeitssteuereinheit B 3b, die eine in 6 gezeigte interne Konfiguration aufweist.
Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung die Geschwindigkeitssteuereinheit B 3b anstatt der Geschwindigkeitssteuereinheit A 3a der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung verwendet.
Die jeweiligen Geschwindigkeitssteuereinheiten A 3a und B 3b gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen dieser Erfindung können wie folgt detaillierter verglichen werden.
Wie in 2 gezeigt, realisiert die Geschwindigkeitssteuereinheit A 3a der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung ein Geschwindigkeitsrückkopplungs-Steuersystem mittels des PI-Controllers 43, der als die Momentbefehls-Erzeugungseinheit A 40a dient.
Wie in 6 gezeigt, umfasst die Geschwindigkeitssteuereinheit B 3b der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung andererseits des Weiteren eine Modellberechnungseinheit 30 und realisiert deshalb ein Steuersystem mit zwei Freiheitsgraden, das durch ein Geschwindigkeits-Vorwärtskopplungssteuersystem („speed feedforward control system“) und ein Geschwindigkeits-Rückkopplungssteuersystem unter Verwendung eines Modellgeschwindigkeitsbefehlswerts und eines Modellmomentbefehlswerts gebildet wird, die durch die Modellberechnungseinheit 30 erzeugt werden.
Somit stellt die Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung ein spezifisches Beispiel eines Steuersystems mit zwei Freiheitsgraden dar und deshalb können, durch Einstellen der Steuerparameter auf eine geeignete Weise, die Vorteile eines Steuersystems mit zwei Freiheitsgraden, nämlich höhere Eigenschaften im Sinne der Fähigkeit des Geschwindigkeitswerts, dem Geschwindigkeitsbefehlswert zu folgen, und der Fähigkeit, Störungen im System zu unterdrücken bzw. zu hemmen, erzielt werden.
In 6 umfasst die Geschwindigkeitssteuereinheit B 3b die Modellberechnungseinheit 30, eine Momentbefehls-Erzeugungseinheit B 40b und eine Trägheitsbestimmungseinheit B 50b.
Die Modellberechnungseinheit 30 umfasst eine erste Subtrahiereinrichtung 31, eine Steuereinheit 33, eine Trägheitseinheit 35 und eine Integriereinrichtung 37. Die erste Subtrahiereinrichtung 31 bestimmt einen ersten Geschwindigkeitsabweichungswert durch Subtrahieren des Modellgeschwindigkeitsbefehlswerts von dem Geschwindigkeitsbefehlswert. Die Steuereinheit 33 bestimmt den Modellmomentbefehlswert unter Verwendung des Geschwindigkeitsabweichungswerts als Eingabe. Die Trägheitseinheit 35 bestimmt einen Modellbeschleunigungsbefehlswert (ein Ergebnis einer Differenzierung des Modellgeschwindigkeitsbefehlswerts) unter Verwendung des Modellmomentbefehlswerts als Eingabe und verwendet 1/J als eine Transferfunktion. Die Integriereinrichtung 37 bestimmt den Modellgeschwindigkeitsbefehlswert unter Verwendung des Modellbeschleunigungsbefehlswerts als Eingabe.
Die Modellberechnungseinheit 30 bestimmt dann einen Modellgeschwindigkeitsbefehlswert und einen Modellmomentbefehlswert, die als Modelle des Geschwindigkeitsbefehlswerts bzw. des Momentbefehlswerts dienen, indem der Modellgeschwindigkeitsbefehlswert und der Modellmomentbefehlswert derart berechnet werden, dass der Modellgeschwindigkeitsbefehlswert dem Geschwindigkeitsbefehlswert folgt.
Die Momentbefehls-Erzeugungseinheit B 40b umfasst eine zweite Subtrahiereinrichtung B 41b, den PI-Controller 43 und eine erste Addiereinrichtung 45. Die zweite Subtrahiereinrichtung B 41b bestimmt einen zweiten Geschwindigkeitsabweichungswert durch Subtrahieren des Geschwindigkeitserfassungswerts vom Modellgeschwindigkeitsbefehlswert. Der PI-Controller 43 implementiert eine PI-Steuerung auf Basis des zweiten Geschwindigkeitsabweichungswerts. Die erste Addiereinrichtung 45 bestimmt den Momentbefehlswert durch Addieren des Modellmomentbefehlswerts zum Wert, der durch den PI-Controller berechnet wird.
Die Momentbefehls-Erzeugungseinheit B 40b erzeugt dann den Momentbefehlswert unter Verwendung einer Abweichung zwischen dem Modellgeschwindigkeitsbefehlswert und dem Geschwindigkeitsbefehlswert als Eingabe.
Die Trägheitsbestimmungseinheit B 50b umfasst die Trägheitsberechnungseinheit 60, eine Bestimmungseinheit B 69b und eine Steuerparameter-Einstelleinheit B 71b. Die Trägheitsberechnungseinheit 60 bestimmt den Trägheitsidentifizierungswert unter Verwendung des Geschwindigkeitserfassungswerts und des Momentbefehlswerts als Eingabe. Die Bestimmungseinheit B 69b bestimmt, ob der Trägheitsidentifizierungswert ein geeigneter Wert ist oder nicht, und bestätigt den geeigneten Trägheitsidentifizierungswert und gibt ihn aus. Die Steuerparameter-Einstelleinheit B 71b stellt Steuerparameter der Steuervorrichtung unter Verwendung des geeigneten Trägheitswerts ein, der durch die Bestimmungseinheit B 69b bestätigt ist.
Die Aufzugsteuervorrichtung 1 führt Berechnungen unter Verwendung der Steuerparameter durch, die durch die Steuerparameter-Einstelleinheit B 71b eingestellt sind. Hier stellen die Steuerparameter die Verstärkung des PI-Controllers 43, der in der Momentbefehls-Erzeugungseinheit B 40b vorgesehen ist, und einen Parameter der Trägheitseinheit 35 dar, der in der Modellberechnungseinheit 30 (siehe 6) vorgesehen ist. Es ist festzustellen, dass die Verstärkung des PI-Controllers 43 unter Berücksichtigung des geeigneten Trägheitswerts eingestellt wird, der durch die Bestimmungseinheit B 69b erhalten wird, so dass die Übertragungseigenschaft des offenen Regelkreises des Geschwindigkeitssteuersystems (oder das Steuerband des Geschwindigkeitssteuersystems) zum Beispiel einem entworfenen Wert entspricht. Ferner ist eine Verstärkungseigenschaft der Trägheitseinheit 35 der Modellberechnungseinheit 30 1/J und deshalb könnte der Parameter davon als das Inverse des Trägheitsidentifizierungswerts eingestellt werden, der durch die Bestimmungseinheit B 69b bestätigt ist.
Ein Betrieb der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung, die wie oben beschrieben eingerichtet ist, wird nun unter Verwendung der 1 und 3 bis 6 beschrieben werden.
Um den Trägheitswert zu identifizieren, wird zuerst, wie in 1 gezeigt, die Kabine 15 auf einer gewissen Etage gestoppt, wobei der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert, der in 5 gezeigt ist, in die Geschwindigkeitssteuereinheit B 3b als der Geschwindigkeitsbefehlswert, der durch die Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinheit 2 erzeugt wird, eingegeben wird und die Geschwindigkeitssteuereinheit B 3b wendet den Momentbefehlswert auf den Motor 7 über die Momentsteuereinheit 5 an. Im Ergebnis wird der Motor 7 angetrieben, wodurch die Kabine 15 veranlasst wird zu fahren. Die Geschwindigkeitserfassungseinheit 20 bestimmt den Geschwindigkeitserfassungswert über die Differenziereinrichtung 19, indem der Positionserfassungswert des Motors 7 unter Verwendung des Gebers 8 erfasst wird, und gibt den Geschwindigkeitserfassungswert in die Geschwindigkeitssteuereinheit B 3b ein.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Geschwindigkeitssteuereinheit B 3b unter Verwendung von 6 beschrieben werden.
Die Modellberechnungseinheit 30 arbeitet wie folgt.
Die erste Subtrahiereinrichtung 31 bestimmt den ersten Geschwindigkeitsabweichungswert durch Subtrahieren des Modellgeschwindigkeitsbefehlswerts von dem Geschwindigkeitsbefehlswert. Die Steuereinheit 33 bestimmt dann den Modellmomentbefehlswert unter Verwendung des ersten Geschwindigkeitsabweichungswerts. Als Nächstes bestimmt die Trägheitseinheit 35 den Modellbeschleunigungsbefehlswert unter Verwendung des Modellmomentbefehlswerts. Die Integriereinrichtung 37 bestimmt dann den Modellgeschwindigkeitsbefehlswert unter Verwendung des Modellbeschleunigungsbefehlswerts.
Ferner arbeitet die Momentbefehls-Erzeugungseinheit B 40b wie folgt.
Die zweite Subtrahiereinrichtung 41b bestimmt den zweiten Geschwindigkeitsabweichungswert durch Subtrahieren des Geschwindigkeitserfassungswerts von dem Modellgeschwindigkeitsbefehlswert. Die erste Addiereinrichtung 45 bestimmt dann den Momentbefehlswert durch Addieren des Modellmomentbefehlswerts zu dem Wert, der durch den PI-Controller 43 durch eine PI-Steuerung unter Verwendung des zweiten Geschwindigkeitsabweichungswerts bestimmt wird.
Somit wird, wenn die Geschwindigkeitssteuereinheit B 3b gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung verwendet wird, der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert, der in 5 gezeigt ist, in die Momentbefehls-Erzeugungseinheit B 40b als ein Modellgeschwindigkeitsbefehlswert eingegeben, nachdem er durch die Modellberechnungseinheit 30 geglättet wurde.
Deshalb tritt, wenn die Geschwindigkeitssteuereinheit B 3b verwendet wird, eine schnelle Änderung in der Geschwindigkeit des Motors 7 weniger wahrscheinlich auf, als wenn die Geschwindigkeitssteuereinheit A 3a gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung, mit der der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert als Ist eingegeben wird, verwendet wird. Dementsprechend tritt ein Schlupfphänomen zwischen der Rolle 9 und dem Seil 11 weniger wahrscheinlich auf und im Ergebnis kann der korrekte Trägheitswert des Aufzugs, oder mit anderen Worten der korrekte Trägheitswert des gesamten Aufzugs, wenn man es vom Motor 7 betrachtet, erhalten werden.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Trägheitsbestimmungseinheit B 50b unter Verwendung von 6 beschrieben werden.
Im Inneren der Trägheitsbestimmungseinheit B 50b bestimmt die Trägheitsberechnungseinheit 60 den Trägheitsidentifizierungswert unter Verwendung des Geschwindigkeitserfassungswerts und des Momentbefehlswerts. In der Trägheitsberechnungseinheit F 60f, die als ein spezifisches Beispiel der Trägheitsberechnungseinheit 60 dient, berechnet die Trägheitsidentifizierungseinheit 67 den Trägheitsidentifizierungswert des Aufzugs auf Basis des Rekursionsverhältnisses, das in der Gleichung (12) gezeigt ist, unter Verwendung der Ausgabe der Filtereinheit 62, die eine Frequenzeigenschaft aufweist, mit der die Gleichstromkomponente und die Momentkomponente, die aus dem Seilungleichgewicht abgeleitet wird, aus der zeitlichen Wellenform des Drehmomentbefehlswerts entfernt werden können.
Die Bestimmungseinheit B 69b der Trägheitsbestimmungseinheit B 50b bestimmt, ob der Trägheitsidentifizierungswert, der durch die Trägheitsberechnungseinheit 60 bestimmt wird, oder mit anderen Worten der Trägheitsidentifizierungswert, der durch die Trägheitsberechnungseinheit F 60f berechnet wird, die als ein spezifisches Beispiel der Trägheitsberechnungseinheit 60 dient, ein geeigneter Wert ist oder nicht, während der Konvergenzgrad des Trägheitsidentifizierungswerts bestätigt wird, bestätigt den Trägheitsidentifizierungswert zu dem Punkt, wo bestimmt wird, dass eine Konvergenz erzielt wurde, als den geeigneten Trägheitsidentifizierungswert und gibt den geeigneten Trägheitsidentifizierungswert aus. Hinsichtlich einer spezifischen Bestimmung, ob der Trägheitsidentifizierungswert konvergiert hat oder nicht, könnte bestimmt werden, dass der Trägheitsidentifizierungswert konvergiert hat, wenn zum Beispiel die Konvergenzbestimmungsgleichung, die in der Gleichung (13) gezeigt ist, viermal hintereinander erfüllt ist.
Als Nächstes stellt die Steuerparameter-Einstelleinheit B 71b der Trägheitsbestimmungseinheit B 50b die Steuerparameter der Steuervorrichtung unter Verwendung des Trägheitsidentifizierungswerts ein, der durch die Bestimmungseinheit B 69b als geeignet bestätigt ist. Hier stellen die Steuerparameter die Verstärkung des PI-Controllers 43, der in der Momentbefehls-Erzeugungseinheit B 40b vorgesehen ist, und den Parameter der Trägheitseinheit 35 dar, die in der Modellberechnungseinheit 30 vorgesehen ist.
Spezifischer bedeutet dies, dass die Verstärkung des PI-Controllers 43 unter Berücksichtigung des geeigneten Trägheitsidentifizierungswerts eingestellt wird, der durch die Bestimmungseinheit B 69b bestätigt ist, so dass die Übertragungseigenschaft des offenen Regelkreises des Geschwindigkeitssteuersystems (oder das Steuerband des Geschwindigkeitssteuersystems) zum Beispiel mit dem entworfenen Wert übereinstimmt. Ferner beträgt die Verstärkungseigenschaft der Trägheitseinheit 35 der Modellberechnungseinheit 30 1/J und deshalb könnte der Parameter davon als das Inverse des erhaltenen Trägheitsidentifizierungswerts eingestellt werden.
Wenn bestätigt wurde, dass der Trägheitsidentifizierungswert konvergiert hat, stoppt die Aufzugsteuervorrichtung 1 ein Anwenden des Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswerts als den Geschwindigkeitsbefehlswert und startet einen Normalbetrieb, indem der Schalter der Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinheit 2 derart geschaltet wird, dass der Normalbetrieb-Geschwindigkeitsbefehlswert als der Geschwindigkeitsbefehlswert angewendet wird. Während des normalen Betriebs werden die Trägheitsidentifizierungsberechnungen angehalten, die im Inneren der Trägheitsbestimmungseinheit B 50b durchgeführt werden.
Zu Beginn des normalen Betriebs stellt die Steuerparameter-Einstelleinheit B 71b die Steuerparameter der Aufzugsteuervorrichtung auf eine geeignete Weise unter Verwendung des Trägheitsidentifizierungswerts ein, der durch die Bestimmungseinheit B 69b der Trägheitsbestimmungseinheit B 50b bestätigt ist.
Sobald der Trägheitsidentifizierungsbetrieb abgeschlossen ist, führt die Aufzugsteuervorrichtung 1 normale Betriebe aus, indem Berechnungen unter Verwendung der Steuerparameter durchgeführt werden, die durch die Steuerparameter-Einstelleinheit B 71b eingestellt sind.
Es ist festzustellen, dass der Inhalt der Operation, die durch die Trägheitsberechnungseinheit F 60f, die als ein spezifisches Beispiel der in 3 gezeigten Trägheitsberechnungseinheit 60 dient, implementiert ist, ähnlich zu dem ist, der in der ersten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben ist.
Die Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung wird durch ein Konfigurieren der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung so erhalten, dass sie die Modellberechnungseinheit als Modellberechnungseinrichtung zum Bestimmen des Modellgeschwindigkeitsbefehlswerts und des Modellmomentbefehlswerts umfasst, die als Modelle des Geschwindigkeitsbefehlswerts bzw. des Momentbefehlswerts dienen, indem der Modellgeschwindigkeitsbefehlswert und der Modellmomentbefehlswert derart berechnet werden, dass der Modellgeschwindigkeitsbefehlswert der zeitlichen Wellenform des Geschwindigkeitsbefehlswerts folgt und dass die Momentbefehls-Erzeugungseinheit, die als die Momentbefehls-Erzeugungseinrichtung dient, als den Momentbefehlswert einen Wert erzeugt, der durch Addieren des Modellmomentbefehlswerts zu einem Wert erhalten wird, der auf Basis der Differenz zwischen dem Modellgeschwindigkeitsbefehlswert und dem Geschwindigkeitserfassungswert berechnet wird.
Somit kann mit der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung auf ähnliche Weise zu der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung die Wirkung des Seilungleichgewichts effektiv entfernt werden, wenn der Trägheitswert des Aufzugs identifiziert wird, mit dem Ergebnis, dass der Trägheitswert genau bestimmt werden kann, selbst in einem Hochhubaufzug, in welchem Probleme aufgrund des Seilungleichgewichts auftreten.
Ferner stellt die Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung ein spezifisches Beispiel eines Steuersystems mit zwei Freiheitsgraden dar und deshalb können durch Einstellen der Steuerparameter auf eine geeignete Weise unter Verwendung des genauen Trägheitswerts die Vorteile eines Steuersystems mit zwei Freiheitsgraden, nämlich höheren Eigenschaften im Sinne der Fähigkeit des Geschwindigkeitswerts, dem Geschwindigkeitsbefehlswert zu folgen, und der Fähigkeit, Störungen im System zu unterdrücken, durch die erste Ausführungsform dieser Erfindung erhalten werden.
Des Weiteren kann in der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung auf ähnliche Weise zu der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung, wenn die Trägheit unter Verwendung eines Geschwindigkeitsbefehlswerts, der eine zeitliche Wellenform kennzeichnet, die zwischen einem ersten Geschwindigkeitswert und einem zweiten Geschwindigkeitswert mit identischen Vorzeichen, aber unterschiedlichen Größen wechselt, als der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert identifiziert wird, eine Trägheitsidentifizierung mit einem hohen Grad einer Identifikationspräzision und einer höheren Identifizierungskonvergenzleistung selbst in einem Hochhubaufzug erzielt werden, in welchem Probleme aufgrund des Seilungleichgewichts auftreten.
Des Weiteren wird in der Aufzugsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert in die Momentbefehls-Erzeugungseinheit B 40b als der Modellgeschwindigkeitsbefehlswert eingegeben, nachdem er durch die Modellberechnungseinheit 30 geglättet wurde, und deshalb tritt eine schnelle Änderung in der Geschwindigkeit des Motors weniger wahrscheinlich als bei der Auf zugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung auf, in welcher der Trägheitsidentifizierungs-Geschwindigkeitsbefehlswert als Ist eingegeben wird. Dementsprechend tritt ein Schlupfphänomen weniger wahrscheinlich zwischen der Rolle und dem Seil auf, und im Ergebnis kann der korrekte Trägheitswert des Aufzugs, oder in anderen Worten der korrekte Trägheitswert des gesamten Aufzugs, wenn man es vom Motor aus betrachtet, erhalten werden.
Andere Ausführungsform
7 stellt eine Ansicht dar, die eine interne Konfiguration einer Trägheitsberechnungseinheit einer Aufzugsteuervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
3 stellt, wie oben in den ersten und zweiten Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben, eine Ansicht dar, die die interne Konfiguration der Trägheitsberechnungseinheit der Aufzugsteuervorrichtungen gemäß der ersten und zweiten Ausführungsformen dieser Erfindung zeigt. Währenddessen zeigt 7 eine Konfiguration, bei der Orte der Beschleunigungsumwandlungseinheit 61 bzw. der Filtereinheit 62 in 3 getauscht wurden.
Wie in der ersten Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben, nimmt man an, dass die Aufzugsteuervorrichtung ein lineares System ist, und es ist deshalb klar, dass ähnliche Wirkungen wie jene der Aufzugsteuervorrichtungen gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen dieser Erfindung, die die Trägheitsberechnungseinheit F 60f einsetzen, die in 3 gezeigt ist, auf ähnliche Weise erhalten werden können wie bei der Aufzugsteuervorrichtung gemäß dieser anderen Ausführungsform der Erfindung, die eine in 7 gezeigte Trägheitsberechnungseinheit G 60g einsetzt.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, kann die Aufzugsteuervorrichtung gemäß dieser Erfindung in einem System verwendet werden, das einen Trägheitswert selbst in Relation zu einem Hochhubaufzug genau identifiziert, in welchem aufgrund eines Seilungleichgewichts Probleme auftreten.
Bezugszeichenliste

1: Aufzugsteuervorrichtung
2: Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinheit
3: Geschwindigkeitssteuereinheit mit Trägheitsidentifizierungsfunktion (3a: Geschwindigkeitssteuereinheit A, 3b: Geschwindigkeitssteuereinheit B)
5: Momentsteuereinheit
7: Motor
8: Geber
9: Rolle
11: Seil
13: Gegengewicht
15: Kabine
19: Differenziereinrichtung
20: Geschwindigkeitserfassungseinheit
30: Modellberechnungseinheit
31: Erste Subtrahiereinrichtung
33: Steuereinheit
35: Trägheitseinheit
37: Integriereinrichtung
40: Momentbefehls-Erzeugungseinheit (40a: Momentbefehls-Erzeugungseinheit A, 40b: Momentbefehls-Erzeugungseinheit B)
41: Zweite Subtrahiereinrichtung (41a: zweite Subtrahiereinrichtung A, 41b: zweite Subtrahiereinrichtung B)
43: PI-Controller
45: Erste Addiereinrichtung
50: Trägheitsbestimmungseinheit (50a:Trägheitsbestimmungseinheit A, 50b: Trägheitsbestimmungseinheit B)
60: Trägheitsberechnungseinheit (60f: Trägheitsberechnungseinheit F, 60g: Trägheitsberechnungseinheit G)
61: Beschleunigungsumwandlungseinheit
62: Filtereinheit
67: Trägheitsidentifizierungseinheit
69: Bestimmungseinheit (69a: Bestimmungseinheit A, 69b: Bestimmungseinheit B)
71: Steuerparameter-Einstelleinheit (71a: Steuerparameter-Einstelleinheit A, 71b: Steuerparameter-Einstelleinheit B)

Claims

Aufzugsteuervorrichtung, die aufweist: einen Motor (7), der ein Moment erzeugt, um eine Kabine (15) eines Aufzugs aufsteigen und absteigen zu lassen; eine Geschwindigkeitsbefehls-Erzeugungseinrichtung (2) zum Erzeugen eines Geschwindigkeitsbefehlswerts des Motors (7); eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (20) zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Motors (7); eine Momentbefehls-Erzeugungseinrichtung (40) zum Erzeugen eines Momentbefehlswerts auf Basis des Geschwindigkeitsbefehlswerts und eines Geschwindigkeitswerts, der durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (20) erfasst wird; eine Momentsteuereinrichtung (5) zum Steuern des Motors (7) derart, dass ein Wert des Moments, das durch den Motor (7) erzeugt wird, mit dem Momentbefehlswert übereinstimmt; und eine Trägheitsberechnungseinrichtung (60) zum Berechnen eines Trägheitswerts des Aufzugs auf Basis des Momentbefehlswerts und des Geschwindigkeitswerts, der durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (20) erfasst wird, wobei die Trägheitsberechnungseinrichtung (60) umfasst: eine Filtereinrichtung (62) zum Entfernen einer Gleichstromkomponente und einer Momentkomponente, die aus einem Seilungleichgewicht abgeleitet wird, aus einer zeitlichen Wellenform des Momentbefehlswerts; eine Beschleunigungsumwandlungseinrichtung (61) zum Umwandeln einer zeitlichen Wellenform, die eine Geschwindigkeitsdimension aufweist, in eine zeitliche Wellenform, die eine Beschleunigungsdimension aufweist; und eine Trägheitsidentifizierungseinrichtung (67) zum Identifizieren des Trägheitswerts des Aufzugs auf Basis einer Ausgabe, die erhalten wird, wenn eine zeitliche Wellenform des Geschwindigkeitswerts, der durch die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung (20) erfasst wird, in die Beschleunigungsumwandlungseinrichtung (61) und die Filtereinrichtung (62) eingegeben wird, die seriell verbunden sind, und einer Ausgabe, die erhalten wird, wenn die zeitliche Wellenform des Momentbefehlswerts in die Filtereinrichtung (62) eingegeben wird.
Aufzugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren eine Modellberechnungseinheit (30) zum Bestimmen eines Modellgeschwindigkeitsbefehlswerts und eines Modellmomentbefehlswerts aufweist, die als Modelle des Geschwindigkeitsbefehlswerts bzw. des Momentbefehlswerts dienen, indem der Modellgeschwindigkeitsbefehlswert und der Modellmomentbefehlswert derart berechnen werden, dass der Modellgeschwindigkeitsbefehlswert einer zeitlichen Wellenform des Geschwindigkeitsbefehlswerts folgt, wobei die Momentbefehls-Erzeugungseinrichtung (40), als den Drehmomentbefehlswert, einen Wert erzeugt, der durch Addieren des Modellmomentbefehlswerts zu einem Wert erhalten wird, der auf Basis einer Differenz zwischen dem Modellgeschwindigkeitsbefehlswert und dem Geschwindigkeitserfassungswert berechnet wird.
Aufzugsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine zeitliche Wellenform des Geschwindigkeitsbefehlswerts eine zeitliche Wellenform aufweist, die zwischen einem ersten Geschwindigkeitswert und einem zweiten Geschwindigkeitswert wechselt, die identische Vorzeichen, aber unterschiedliche Größen aufweisen.