DE112017003268T5

DE112017003268T5 - Fahrstuhl-steuereinrichtung

Info

Publication number: DE112017003268T5
Application number: DE112017003268.7T
Authority: DE
Inventors: Eiji Yokoyama; Yasushi Otsuka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2019-03-14
Anticipated expiration: 2037-06-15
Also published as: KR20190013873A; WO2018003500A1; CN109328175B; DE112017003268B4; CN109328175A; JPWO2018003500A1; JP6556353B2; KR102084917B1

Abstract

Es wird eine Fahrstuhl-Steuereinrichtung angegeben, die zum stabilen Verringern eines Rucks beim Anfahren und eines Zurückbewegens einer Kabine imstande ist, indem sie in einem kurzen Zeitraum ein Ungleichgewichts-Moment schätzt und korrigiert, nachdem eine Bremse gelöst worden ist. Das Ungleichgewichts-Moment, das die Gewichtsdifferenz zwischen der Kabine und einem Gegengewicht ist, wird mittels eines Schätzers für Ungleichgewichts-Momente auf der Basis eines Motor-Antriebsstroms oder eines Drehmoment-Strom-Befehlssignals eines Motors und eines detektierten Geschwindigkeitssignals des Motors geschätzt. Die Fahrstuhl-Steuereinrichtung weist Folgendes auf: die Schalteinheit, die so konfiguriert ist, dass sie auswählt, ob sie als Befehlssignal für Drehmoment-Versatzstrom ein Signal ausgibt, das erhalten wird, indem das geschätzte Ungleichgewichts-Moment zu einem Wert addiert wird, der zum Geschwindigkeitssignal proportional ist, oder als Befehlssignal für Drehmoment-Versatzstrom das geschätzte Ungleichgewichts-Moment ausgibt, nachdem die Bremse gelöst worden ist, die zum Abbremsen der Rotation des Motors konfiguriert ist; und eine Additionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das Befehlssignal für Drehmoment-Versatzstrom, das aus der Schalteinheit ausgegeben wird, zum Drehmoment-Strom-Befehlssignal addiert, das in die Strom-Steuereinheit eingegeben werden soll.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrstuhl-Steuereinrichtung. Sie betrifft insbesondere eine Fahrstuhl-Steuereinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Ruck beim Anfahren verringert, der dann auftritt, wenn ein Fahrstuhl anfährt.
Stand der Technik
Im Allgemeinen sind in einem Fahrstuhl vom Seiltyp eine Kabine und ein Gegengewicht mit einem Seil über eine Seilscheibe aufgehängt, die mit einem Motor verbunden ist. Im Ruhezustand wird die Kabine mittels einer Bremse ortsfest gehalten. Wenn sie anfährt, wird die Kabine aufwärts oder abwärts bewegt, indem eine Bremse gelöst wird und die Seilscheibe von dem Motor gedreht wird.
Zu dieser Zeit wird, einhergehend mit dem Lösen der Bremse, ein Ungleichgewichts-Moment, das die Gewichtsdifferenz zwischen der Kabine und dem Gegengewicht ist, über die Seilscheibe auf den Motor übertragen. In Hinblick auf die Geschwindigkeitssteuerung des Motors wirkt das Ungleichgewichts-Moment als eine stufenförmige Störung. Wenn eine Bremse in einem Zustand gelöst wird, in welchem ein Motormoment Null ist, wird daher der Motor (die Seilscheibe) von der stufenförmigen Störung beeinflusst, und es treten eine Variation der Beschleunigung (nachfolgend als „Ruck beim Anfahren“ bezeichnet) der Kabine und ein Zurückbewegen der Kabine auf. Der Ruck beim Anfahren und das Zurückbewegen verschlechtern den Fahrkomfort, und demzufolge sind Gegenmaßnahmen notwendig.
In Anbetracht des oben Genannten gilt Folgendes: Um den Ruck beim Anfahren und das Zurückbewegen der Kabine zu verringern, wird im Allgemeinen ein Anfahr-Steuerverfahren verwendet, das Folgendes umfasst: Detektieren der Nutzlast der Kabine, Schätzen des Ungleichgewichts-Moments, und ferner Erzeugen, mittels des Motors, eines Drehmoments (eines Drehmoment-Versatzstroms) zum Aufheben des Ungleichgewichts-Moments, um dadurch eine Bremse zu lösen.
Bei diesem Verfahren ist eine Last-Detektionseinrichtung zum Detektieren der Nutzlast der Kabine notwendig, was zu steigenden Kosten führt. Außerdem ist es notwendig, die Last-Detektionseinrichtung zur Zeit der Installation zu montieren und einzustellen.
Daher hat man ein Steuerverfahren zum Verringern des Rucks beim Anfahren und Zurückbewegens vorgeschlagen, das keine Last-Detektionseinrichtung verwendet (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
In der Patentliteratur 1 werden Winkelinformationen eines Motorgebers einer Diffe-renzierung zweiter Ordnung unterzogen, um Winkelbeschleunigungsinformationen zu erhalten, und das Ungleichgewichts-Moment beim Anfahren wird außerdem unter Verwendung von Informationen über ein Gesamt-Trägheitsmoment (Gesamtsumme der Trägheitsmomente von Kabine, Seilscheibe, Gegengewicht, Seil und dergleichen) berechnet, das auf einen Motor wirkt. Das berechnete Ungleichgewichts-Moment wird als ein Drehmoment-Vorspannungs-Befehlswert verwendet und zu einem Drehmoment-Befehlswert addiert, um einen Motor zu steuern, der zum Antreiben eines Fahrstuhls konfiguriert ist.
Literaturverzeichnis
Patentliteratur
[PTL 1] JP 2005-132541 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei einer Fahrstuhl-Steuereinrichtung gemäß dem Stand der Technik werden die Geber-Informationen des Motors quantisiert. Wenn die Differenzierung in einer Umgebung durchgeführt wird, die mittels einer Berechnungseinrichtung diskretisiert wird, beispielsweise mittels eines Mikrocomputers, ergibt sich demzufolge das Problem, dass der Wert der Diskretisierungs-Zeitgebung signifikant fehlerhaft berechnet wird.
Um das obige Problem anzugehen, wird in der Patentliteratur 1 die Differenzierung nicht zu den Intervallen des Motorgebers durchgeführt, sondern für jede vorbestimmte Anzahl von Geberimpulsen.
Daher hat im Prinzip der Wert des Zurückbewegens einen Wert von einigen Millimetern bis zehn Millimetern, und wenn das Ungleichgewichts-Moment groß ist, ergibt sich das Problem, dass der Ruck beim Anfahren und das Zurückbewegen der Kabine nicht ausreichend verringert werden.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die oben erwähnten Probleme zu lösen. Es ist ihre Aufgabe, eine Fahrstuhl-Steuereinrichtung anzugeben, die dazu imstande ist, einen Ruck beim Anfahren und ein Zurückbewegen einer Kabine zu verringern, indem sie in einem kurzen Zeitraum ein Ungleichgewichts-Moment schätzt und korrigiert, nachdem eine Bremse gelöst worden ist.
Lösung des Problems
Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Fahrstuhl-Steuereinrichtung angegeben, die Folgendes aufweist:

eine Strom-Detektionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Antriebsstrom eines Motors detektiert, der zum Antreiben einer Seilscheibe zum Rotieren konfiguriert ist,
wobei an der Seilscheibe eine Kabine und ein Gegengewicht mittels eines Seils aufgehängt sind;
eine Geschwindigkeits-Berechnungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Geschwindigkeitssignal des Motors auf der Basis einer Ausgabe aus einer Rotationswert-Detektionseinheit ausgibt, die zum Detektieren eines Rotationswerts des Motors konfiguriert ist; eine Geschwindigkeitsbefehl-Erzeugungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Geschwindigkeits-Befehlssignal für den Motor ausgibt;
eine Geschwindigkeits-Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Drehmoment-Strom-Befehlssignal auf der Basis des Geschwindigkeits-Befehlssignals und des Geschwindigkeitssignals ausgibt;
eine Strom-Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den Motor so antreibt, dass der Antriebsstrom auf das Drehmoment-Strom-Befehlssignal anspricht;
einen Schätzer für Ungleichgewichts-Momente, der so konfiguriert ist, dass er ein Ungleichgewichts-Moment schätzt, das die Gewichtsdifferenz zwischen der Kabine und dem Gegengewicht ist, und zwar auf der Basis des Antriebsstroms oder des Drehmoment-Strom-Befehlssignals und des Geschwindigkeitssignals;
eine Schalteinheit, die so konfiguriert ist, dass sie auswählt, ob als Befehlssignal für Drehmoment-Versatzstrom ein Signal, das erhalten wird, indem ein Ausgangssignal aus dem Schätzer für Ungleichgewichts-Momente und ein Wert addiert werden, der zum Geschwindigkeitssignal proportional ist, oder das Ausgangssignal aus dem Schätzer für Ungleichgewichts-Moment ausgegeben wird, nachdem eine Bremse gelöst worden ist, die zum Abbremsen der Rotation des Motors konfiguriert ist; und
eine Additionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das Befehlssignal für Drehmoment-Versatzstrom, das aus der Schalteinheit ausgegeben wird, zum Drehmoment-Strom-Befehlssignal addiert, das in die Strom-Steuereinheit eingegeben werden soll.

Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Ungleichgewichts-Moment, das die Gewichtsdifferenz zwischen der Kabine und dem Gegengewicht ist, vom Schätzer für Ungleichgewichts-Moment auf der Basis eines Motor-Antriebsstroms oder des Drehmoment-Strom-Befehlssignals des Motors und eines detektierten Geschwindigkeitssignals des Motors geschätzt, und die Fahrstuhl-Steuereinrichtung weist Folgendes auf:

die Schalteinheit, die so konfiguriert ist, dass sie auswählt, ob sie als das Befehlssignal für Drehmoment-Versatzstrom ein Signal ausgibt, das erhalten wird, indem das geschätzte Ungleichgewichts-Moment zu einem Wert addiert wird, der zum Geschwindigkeitssignal proportional ist, oder als das Befehlssignal für Drehmoment-Versatzstrom das geschätzte Ungleichgewichts-Moment ausgibt, nachdem die Bremse gelöst worden ist, die zum Abbremsen der Rotation des Motors konfiguriert ist; und
die Additionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das Befehlssignal für Drehmoment-Versatzstrom, das aus der Schalteinheit ausgegeben wird, zum Drehmoment-Strom-Befehlssignal addiert, das in die Strom-Steuereinheit eingegeben werden soll.

Selbst für den Fall, dass es ein Ungleichgewichts-Moment gibt, wenn die Bremse gelöst worden ist, kann der Fahrstuhl unter einem stabilen Zustand angefahren werden, indem das Ungleichgewichts-Moment in dem kurzen Zeitraum akkurat geschätzt und korrigiert wird, und die Kabinen-Vibrationen können unterdrückt werden und deren Konvergenz beschleunigt werden, mit dem Ergebnis, dass sich eine dahingehende Wirkung zeigt, dass das Zurückbewegen stabil verringert werden kann.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Fahrstuhl-Steuereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Ersatzschaltungsdiagramm, das erhalten wird, indem ein Störungs-Beobachter modelliert wird, wie in 1 veranschaulicht.
3 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Konfiguration einer Durchlass-/Halte-Schalteinheit, wie in 1 veranschaulicht.
4 ist ein Graph der komplexen Ebene zum Zeigen der Bewegung einer Polzuweisung des Störungs-Beobachters, wie in 1 und 2 veranschaulicht.
5 zeigt Wellenformgraphen, wobei 5(b) Wellenformgraphen darstellt, um die Wirkungen zu zeigen, die erzielt werden, wenn eine Rückkopplungs-Steuerung unter Verwendung eines geschätzten Störungssignals als ein Drehmoment-Versatzstromsignal bei der Fahrstuhl-Steuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, und 5(a) Wellenformgraphen ohne die oben erwähnte Rückkopplungs-Steuerung darstellt.
6 zeigt Wellenformgraphen, wobei 6(b) Wellenformgraphen darstellt, um die Wirkungen der Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung bei der Fahrstuhl-Steuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu zeigen, und 6(a) Wellenformgraphen ohne die oben erwähnte Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung darstellt.
7 zeigt Wellenformgraphen, wobei 7(b) Wellenformen darstellt, um die Wirkungen der Veränderung der Polzuweisung des Störungs-Beobachters bei der Fahrstuhl-Steuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu zeigen, und 7(a) Wellenformgraphen ohne die Veränderung der Polzuweisung darstellt.
8 ein spezifischer Zeitachsen-Wellenformgraph der Veränderung der Polzuweisung des Störungs-Beobachters, wie in 1 und 2 veranschaulicht.
9 zeigt Wellenformgraphen, wobei 9(b) Wellenformgraphen darstellt, um die Wirkungen zu zeigen, die erhalten werden, indem eine Wellenform des Drehmoment-Versatzstromsignals gehalten wird, wie in 1 veranschaulicht, und 9(a) Wellenformgraphen ohne das oben erwähnte Halten der Wellenform darstellt.
10 sind Graphen mit vergrößerte Zeitachse gemäß 9, und stellt Wellenformgraphen dar, um das Timing zum Halten der Wellenform zu zeigen.
11 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Fahrstuhl-Steuereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Ersatzschaltungsdiagramm, das erhalten wird, indem ein Störungs-Beobachter modelliert wird, wie in 11 veranschaulicht.
13 zeigt Zeitachsen-Wellenformgraphen, um den Unterschied im Verhalten in Abhängigkeit eines Timings zum Stoppen der Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung zu zeigen, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Konfiguration einer Durchlass-/Halte-Schalteinheit bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15 stellt Graphen dar, um ein Timing zum Verändern einer Vergrößerung einer Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Verstärkung zu zeigen, bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 ist ein Ersatzschaltungsdiagramm, das erhalten wird, indem ein Störungs-Beobachter modelliert wird, gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 stellt einen Zeitachsen-Wellenformgraphen dar, um spezifisch eine Veränderung der Grenzfrequenz eines Bandbegrenzungsfilters in 16 zu zeigen.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend wird eine Fahrstuhlsteuereinrichtung gemäß jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Bei einer Fahrstuhl-Steuereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 1 veranschaulicht ist, ist eine Seilscheibe 2 mit einer Drehwelle eines Motors 1 verbunden. Ein Seil 3 ist um die Seilscheibe 2 herumgeschlungen aufgehängt, wobei das Seil 3 ein Ende hat, an welchem eine Kabine 4 aufgehängt ist, und ein weiteres Ende hat, an welchem ein Gegengewicht 5 aufgehängt ist. Am Motor 1 ist ein Pulsgeber 11 montiert, der zum Detektieren eines Winkels konfiguriert ist, und eine Geschwindigkeitssteuerung, die nachstehend noch beschrieben wird, wird auf der Basis der Winkelinformationen ausgeführt. Ein detektiertes Motorwinkelsignal, das eine Ausgabe des Pulsgebers 11 ist, wird in eine Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 12 eingegeben.
Die Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 12 hat eine Funktion, dass sie das detektierte Motorwinkelsignal in ein Winkelgeschwindigkeitssignal des Motors 1 konvertiert, so dass ein Geschwindigkeitssignal ω ausgegeben wird. Die Subtraktion des Geschwindigkeitssignals ω von einem Geschwindigkeits-Befehlssignal ω_ref, das eine Ausgabe einer Geschwindigkeitsbefehl-Erzeugungseinheit 13 ist, wird mittels einer Subtraktionseinheit 14 durchgeführt, so dass ein Geschwindigkeits-Fehlersignal ω_err erhalten wird.
Dieses Geschwindigkeits-Fehlersignal ω_err wird in eine Geschwindigkeits-Steuereinheit 15 eingegeben, und die Geschwindigkeits-Steuereinheit 15 gibt ein Geschwindigkeitssteuerungs-Signal iq_ω_cont aus, das das Ergebnis einer Proportional-(P), Integral- (I) und Differential- (D) Berechnung ist, so dass die Geschwindigkeitssteuerung eine stabile und vorbestimmte Performanz zeigt.
Eine Additionseinheit 16 ist so konfiguriert, dass sie ein Drehmoment-Strom-Befehlssignal iq_t* erzeugt, das erhalten wird, indem das Geschwindigkeitssteuerungs-Signal iq_ω_cont und ein Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off addiert werden, das später noch beschrieben wird. Das Drehmoment-Strom-Befehlssignal iq_t* wird in eine Strom-Steuereinheit 9 eingegeben.
Die Strom-Steuereinheit 9 ist so konfiguriert, dass sie eine Steuerung derart durchführt, dass ein Motor-Antriebsstrom-Signal iq aus einer Strom-Detektionseinheit 10 zum Drehmoment-Strom-Befehlssignal iq_t* wird, das von der Additionseinheit 16 eingegeben wird. Daher führt die Strom-Steuereinheit 9 den Motor-Antriebsstrom iq so zu, dass er das Drehmoment-Strom-Befehlssignal iq_t* wird, und zwar an den Motor 1.
Mit der obigen Konfiguration wird ein Geschwindigkeitssteuerungs-System erhalten, das so wirkt, dass die Geschwindigkeit ω des Motors 1 auf das Geschwindigkeits-Befehlssignal ω_ref anspricht, wobei das Geschwindigkeits-Fehlersignal ω_err ein vorbestimmter Wert oder weniger ist.
Eine Bremse 6 besitzt die Zustände, in welchen die Bremse bremst oder die Bremse freigegeben ist (nachfolgend als „Lösen“ bezeichnet), und zwar hinsichtlich des Motors 1, und ihr Zustand wird mit einem Bremssteuerungs-Befehlssignal BK_cont von einer Steuerung 7 über eine Bremssteuerungseinheit 8 verstellt. Wenn sich die Kabine 4 von der gegenwärtigen Etage zu einer vorbestimmten Etage bewegt, wird die Bremse 6 aus dem Bremszustand in den gelösten Zustand versetzt, und das oben erwähnte Geschwindigkeitssteuerungs-System wird aus einem Ausschaltzustand in einen Einschaltzustand zum Zeitpunkt des Lösens der Bremse versetzt. Das Geschwindigkeits-Befehlssignal ω_ref zu der Zeit, wenn das Geschwindigkeitssteuerungs-System in den Einschaltzustand versetzt wird, wird auf Null gesetzt.
Wenn die Drehmoment-Differenz von beiden Seiten des Seils 3, das um die Seilscheibe 2 herumgeschlungen aufgehängt ist, Null beträgt, besteht mit dem Drehmoment von dem Seil 3, das auf die Seilscheibe 2 ausgeübt wird, wenn die Bremse 6 geöffnet wird, eine Übereinstimmung, und demzufolge gibt es keinen Ruck beim Anfahren oder Zurückbewegen.
Wenn es eine Drehmoment-Differenz (nachfolgend als „Ungleichgewichts-Moment“ bezeichnet) zwischen den beiden Seiten des Seils 3 gibt, das um die Seilscheibe 2 herum aufgehängt ist, besteht für das Drehmoment von dem Seil 3, das auf die Seilscheibe 2 ausgeübt wird, wenn die Bremse 6 geöffnet wird, keine Übereinstimmung, was äquivalent zu einer sogenannten „stufenförmigen Störung“ ist, die auf das Geschwindigkeitssteuerungs-System wirkt. Im Ergebnis treten das Zurückbewegen und der Ruck beim Anfahren auf, und es tritt in einigen Fällen eine Kabinen-Vibration auf, und zwar in einem Zeitraum, bis ein Ansprechvorgang des Geschwindigkeitssteuerungs-System statisch bzw. stationär wird.
Als Gegenmaßnahmen gegen das Zurückbewegen und den Ruck beim Anfahren sind ein Störungs-Beobachter 17, konfiguriert zum Schätzen des Ungleichgewichts-Moments, und eine Durchlass-/Halte-Schalteinheit 18 angebracht. Die Durchlass-/Halte-Schalteinheit 18 erzeugt das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off auf der Basis des Ungleichgewichts-Moments, das vom Störungs-Beobachter 17 geschätzt wird, wobei das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off die Funktion hat, ein Drehmoment zum Aufheben des Ungleichgewichts-Moments zu erzeugen.
Das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off wird wie folgt erzeugt.
Zunächst wird ein Verfahren zum Schätzen des Ungleichgewichts-Moments beschrieben.
Das Ungleichgewichts-Moment wird vom Störungs-Beobachter 17 geschätzt. Der Störungs-Beobachter 17 nimmt den Motor-Antriebsstrom iq und das Geschwindigkeitssignal ω als Eingänge entgegen, und er gibt ein geschätztes Störungssignal Di^ aus. Außerdem ist dies eine Konfiguration, bei welcher eine Polzuweisung, die ein Parameter ist, der eine geschätzte Frequenzkennlinie (Störungs-Schätzband) des Störungs-Beobachters 17 bestimmt, mittels des Bremssteuerungs-Befehlssignals BK_cont verändert wird.
In 2 ist eine Ersatzschaltung gezeigt, die erhalten wird, indem der Störungs-Beobachter 17 modelliert wird, und der Störungs-Beobachter 17 entspricht einem Bereich, der mit einer gepunkteten Linie umgeben ist. Die Blöcke 200 bis 203 werden erhalten, indem die Strom-Steuereinheit 9, der Motor 1 und die Seilscheibe 2 gemäß 1 mittels Übertragungsfunktionen modelliert und ausgedrückt werden, wobei ein Koeffizient Kτ des Blocks 200 eine Kraftkonstante zum Umwandeln des Motor-Antriebsstroms iq in ein Drehmoment angibt, und wobei Di ein Ungleichgewichts-Moment ist, das von dem um die Seilscheibe 2 aufgehängten Seil 3 übertragen wird und das auf den Motor 1 als eine stufenförmige Störung übertragen wird, wenn die Bremse 6 geöffnet wird.
Im Blockdiagramm drückt der Block 201 die Addition des Ungleichgewichts-Moments Di aus. Im Block 202 gibt 1/J einen Wert an, mit welchem das Drehmoment in eine Winkelbeschleunigung umgewandelt wird, und J ist als Summe des Trägheitsmoments des Motors 1 und des Trägheitsmoments der Seilscheibe 2 definiert. Der Block 203 ist ein Integrator, der konfiguriert ist zum Konvertieren der Winkelbeschleunigung in eine Winkelgeschwindigkeit.
Ein Block 204 wird erhalten, in dem der Pulsgeber 11 und die Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 12 modelliert werden, die in 1 gezeigt sind, und er wird erhalten, indem eine Geberauflösungskennlinie des Pulsgebers 11 und eine Berechnungskennlinie zum Berechnen der Winkelgeschwindigkeit ω auf der Basis der Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 12 modelliert werden.
Der Störungs-Beobachter 17 ist ein Störungs-Beobachter vom Typ der minimalen Ordnung. Er hat die oben erwähnten Blöcke 200 bis 203 als interne Modelle, und er ist so konfiguriert, dass er das Ungleichgewichts-Moment Di als einen Zustand definiert, in welchem er dazu imstande ist, das Ungleichgewichts-Moment Di zu schätzen. Die Konfiguration des Störungs-Beobachters 17 kann vom Typ der vollen Ordnung sein. Ein Block 171 wird erhalten, indem der Block 200 als ein Koeffizient Kτn entsprechend dem Koeffizienten Kτ modelliert wird.
Ein Block 172 ist ein Additionsblock. Ein Block 173 gibt einen Koeffizienten, der einen Koeffizienten Jn hat, der durch Modellieren der Summe J des Trägheitsmoments des Motors 1 und des Trägheitsmoments der Seilscheibe 2 und einem Eigenwert λ(t) des Störungs-Beobachters als Parameter erhalten wird. Ein Block 174 ist ein Tiefpassfilter erster Ordnung, das den Eigenwert λ(t) als Parameter hat. Block 175 ist ein Additionsblock. Der Eigenwert λ(t) ist als zeitabhängige Funktion definiert. Er entspricht der oben erwähnten Polzuweisung.
In einer internen Konfiguration der Durchlass-/Halte-Schalteinheit 18, die in 3 veranschaulicht ist, wird das geschätzte Störungssignal Di^ mit dem Kehrwert des Koeffizienten Kτn in einem Koeffizientenblock 181 multipliziert, was in eine Abtast-und-Halteeinheit 182 eingegeben werden soll und in einen Additionsblock 185 eingegeben werden soll. Das Geschwindigkeitssignal ω wird mit α in einem Koeffizientenblock 184 multipliziert, was in den Additionsblock 185 eingegeben werden soll. Das Ergebnis der Addition zur Ausgabe aus dem Koeffizientenblock 181 ist als ein Eingangssignal einer Schalteinheit 183 gegeben.
Die Signal-Haltesteuerung der Abtast-und-Halteeinheit 182 und die Schalt-Wechselsteuerung der Schalteinheit 183 werden auf der Basis eines Signals durchgeführt, das erhalten wird, indem das Bremssteuerungs-Befehlssignal BK_cont um eine vorbestimmte Zeit (T1) in einer Verzögerungseinheit 186 verzögert wird. Eine Ausgabe der Schalteinheit 183 wird als das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off an die Additionseinheit 16 ausgegeben, die in 1 veranschaulicht ist.
Mit der oben erwähnten Konfiguration wird eine Schaltfunktion zum Schalten mit der Schalteinheit 183 erzielt, und zwar ob als Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off ein Signal A verwendet werden soll, das erhalten wird, indem mittels des Additionsblocks 185 ein Signal, das erhalten wird, indem das geschätzte Störungssignal Di^ mit 1/Kτn multipliziert wird, zu einem Signal addiert wird, das erhalten wird, indem das Geschwindigkeitssignal ω mit α multipliziert wird, oder ein Signal B verwendet werden soll, das erhalten wird, indem mittels der Abtast-und-Halteeinheit 182 das Signal abgetastet und gehalten wird, das erhalten wird, indem das geschätzte Störungssignal Di^ mit 1/Kτn zu einem Zeitpunkt multipliziert wird, der mittels der Verzögerungseinheit 186 vom Zeitpunkt des Lösens der Bremse gemäß dem Bremssteuerungs-Befehlssignal BK_cont um die vorbestimmte Zeit (T1) verzögert ist.
Die Auswahl mittels der Schalteinheit 183 wird mit einem Signal durchgeführt, das erhalten wird, indem mittels der Verzögerungseinheit 186 ein Brems-Lösesignal gemäß dem Bremssteuerungs-Befehlssignal BK_cont um die vorbestimmte Zeit (T1) verzögert wird. Daher hat die Durchlass-/Halte-Schalteinheit 18 die Funktion, mittels der Schalteinheit 183 auszuwählen, ob sie für die vorbestimmte Zeit (T1) vom Lösen der Bremse an Folgendes durchlässt: Das Signal A, das erhalten wird, indem das Signal, das erhalten wird, indem das geschätzte Störungssignal Di^ mit 1/Kτn multipliziert wird, zu dem Signal addiert wird, das erhalten wird, indem das Geschwindigkeitssignal ω mit α multipliziert wird; oder das Signal B, das erhalten wird, indem das Signal abgetastet und gehalten wird, das erhalten wird, indem das geschätzte Störungssignal Di^ mit 1/Kτn multipliziert wird, mit einem Timing, das mittels der Verzögerungseinheit 186 von dem Zeitpunkt, wenn die Bremse gemäß dem Bremssteuerungs-Befehlssignal BK_cont gelöst wird, um die vorbestimmte Zeit (T1) verzögert ist.
Eine Grundkonfiguration der vorliegenden Erfindung ist vorstehend beschrieben. Nachstehend werden die Bedeutungen und Wirkungen dieser Konfiguration beschrieben.
Polzuweisung des Störungs-Beobachters
Ein Pol (Eigenwert) des Störungs-Beobachters 17 ist die zeitabhängige Funktion λ(t). Eine Störungs-Schätzcharakteristik des Störungs-Beobachters 17 wird durch Zuordnung des Pols auf der komplexen Ebene bestimmt.
In der ersten Ausführungsform ist der Störungs-Beobachter 17 von der Funktion als ein Schätzer für unsymmetrisches Drehmoment notwendig. Daher ist es notwendig, dass das Ungleichgewichts-Moment Di, das aus Sicht des Geschwindigkeitssteuerungs-Systems als eine stufenförmige Störung wirkt, genau und mit hoher Geschwindigkeit geschätzt wird. Die Schätzcharakteristik des Störungs-Beobachters 17, der zum Schätzen des Ungleich-gewichts-Moments Di konfiguriert ist, kann auf ein breites Band innerhalb eines Bereichs eingestellt sein, der hinsichtlich der Stabilität des Systems zulässig ist. Mit anderen Worten: Bei der ersten Ausführungsform wird der Eigenwert λ(t) des Störungs-Beobachters 17, wie in 4 gezeigt, einem Punkt λ1 auf der reellen Achse zugeordnet, der weit vom Ursprung 0 entfernt ist, und zwar in der linken Hälfte der komplexen Ebene.
Wirkungen der Rückkopplungs-Steuerung nur mit dem geschätzten Störungssignal
Gemäß 5(b) gilt Folgendes: Um die Wirkungen zu beobachten, die erhalten werden, wenn nur die Rückkopplungs-Steuerung mit dem geschätzten Störungssignal Di^ bei der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, ist das Ergebnis gezeigt, wenn ein Koeffizient α des Koeffizientenblocks 184 der Durchlass-/Halte-Schalteinheit 18 in 3 auf Null eingestellt ist, und wenn außerdem die Abtast-und-Halteeinheit 182 und die Schalteinheit 183 deaktiviert werden, so dass nur das Signal, das erhalten wird, indem das geschätzte Störungssignal Di^ mit 1/Kτn multipliziert wird, als das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off vorgegeben wird.
Zum Vergleich ist auch die Wellenform ohne die Rückkopplungs-Steuerung mit dem geschätzten Störungssignal Di^ in 5(a) gezeigt.
In jeder von 5(a) und 5(b) gibt die obere Wellenform die zeitliche Variation der Kabinenbeschleunigung an, und die untere Wellenform gibt das geschätzte Störungssignal (= Drehmoment-Versatz-Stromsignal) an. Wie in 5(a) gezeigt, gilt ohne die Rückkopplungs-Steuerung mit dem geschätzten Störungssignal Di^ Folgendes: Wenn die Bremse gelöst wird, tritt eine Spitze bei der Kabinenbeschleunigung auf, und es ist ersichtlich, dass ein großer Ruck beim Anfahren auftritt. Außerdem tritt ein Zurückbewegen von ungefähr 4 cm auf.
Wenn die Rückkopplungs-Steuerung mit dem geschätzten Störungssignal Di^ durchgeführt wird, wie in 5(b) gezeigt, wird eine stufenartige Wellenform, die das Ungleichgewichts-Moment Di simuliert, als das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off angelegt, mit dem Ergebnis, dass der Ruck beim Anfahren, nachdem die Bremse geöffnet wird, signifikant verringert wird, und dass der Wert des Zurückbewegens ebenfalls auf weniger als 1 mm verringert wird.
Die Kabinenbeschleunigungs-Vibration (obere Seite), nachdem die Bremse gelöst worden ist, setzt sich jedoch fort, und sie ist hinsichtlich des Fahrkomforts problematisch. Dies kann folgender Tatsache zugeschrieben werden: Obwohl der Störungs-Beobachter 17 die Funktion hat, dass die mechanische Resonanz der Kabine 4 und des Gegengewichts 5 (die von der Elastizität in Dehnungsrichtung des Seils 3 hervorgerufen wird) als Störung geschätzt wird, wird eine resonante Vibration der Kabine 4 nicht beobachtet, und sie kann nicht gesteuert werden. Eine Gegenmaßnahme gegen die resonante Vibration wird durch eine Veränderung der Polzuweisung unternommen, was später noch beschrieben wird.
Wirkungen der Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung
In 6(a) und 6(b) sind Wellenformen zum Beschreiben der Wirkungen durch Verringern des Rucks beim Anfahren gezeigt, der auftritt, wenn die Rückkopplungs-Steuerung mit dem geschätzten Störungssignal Di^ durchgeführt, und zwar mittels Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung.
In 6(a) sind die Wellenformen unter den gleichen Bedingungen wie denjenigen gemäß 5(b) gezeigt, die in Richtung der vertikalen Achse vergrößert gezeigt sind. In 6(b) sind die Wellenformen für den Fall gezeigt, dass α des Koeffizientenblocks 184 auf einen vorbestimmten Wert eingestellt ist (in diesem Fall: das -16-Fache.). Es ist ersichtlich, dass die Amplitude (Ruck beim Anfahren) der Kabinenbeschleunigung mit der Rückkopplung der Geschwindigkeit ω verringert wird, aber dass eine persistente Vibration verbleibt. Außerdem ist das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off, das makroskopisch eine stufenförmige Wellenform ist, auch eine Wellenform, welcher eine hochfrequente Vibration überlagert ist.
Wirkungen der Änderung der Polzuweisung
In 7(a) und 7(b) sind Wellenformen zum Beschreiben der Wirkungen in dem Fall gezeigt, in welchem die Zuordnung des Pols (Eigenwert) des Störungs-Beobachters 17 in der komplexen Ebene im Zeitverlauf geändert wird.
In 7(a) sind Wellenformen unter den gleichen Bedingungen wie denjenigen in 6(b) und in dem Fall gezeigt, in welchem der Pol des Störungs-Beobachters 17 auf λ1 in 4 fixiert ist und der große Ruck beim Anfahren auftritt. In 7(b) sind Wellenformen für den Fall gezeigt, in welchem der Pol des Störungs-Beobachters 17 nach βλ1 bewegt wird, und zwar nach T0 [Sekunden] vom Zeitpunkt des Lösens der Bremse, wie in 8 gezeigt. In diesem Beispiel ist β ein Koeffizient, der 0 oder mehr und weniger als 1 beträgt, und es zeigt sich, dass βλ1 erhalten wird, indem λ1 zur Ursprungsseite auf der reellen Achse in der linken Hälfte (untere Hälfte in 8) der komplexen Ebene bewegt wird.
In 8 ist die Wellenform dargestellt, um ein Beispiel einer Zeitachsen-Charakteristik des Eigenwerts λ(t) des Störungs-Beobachters 17 zu zeigen. Der Eigenwert λ(t) in 8 ist durch die folgenden Ausdrücke definiert. $\begin{array}{l} Wenn 0 \leq t < T0, \\ λ (t) = λ 1 und \\ wenn T0 \leq t, \\ λ (t) = βλ 1, \\ vorausgesetzt, dass 0 \leq β < 1 \end{array}$
Für die Veränderung der Polzuweisung, d. h. die Veränderung des Eigenwerts λ(t), wie in 8 gezeigt, mit einem Timing, bei welchem das Bremssteuerungs-Befehlssignal BK_cont den Blöcken 173 und 174 gemäß 2 zugeführt wird, das eine vorbestimmte Zeit T0 ist, kann das Störungs-Schätzband von der hochfrequenten Seite auf die niederfrequente Seite geändert werden.
In 7(b) sind Wellenformen für den Fall dargestellt, in welchem der Eigenwert λ(t) des Störungs-Beobachters 17 gemäß der Definition des obigen Ausdrucks (1) verändert wird. Im Vergleich mit 7(a) wird die Amplitude der Kabinen-Vibration auf der oberen Seite verringert, aber die Vibration setzt sich fort. Für das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off auf der unteren Seite werden Vibrations-Störungen nach dem Versetzen des Pols verringert, aber Vibrationen mit niedriger Frequenz verbleiben.
Wirkungen der Abtast- und Halte-Wellenform
In 9(a) und 9(b) sind Wellenformen dargestellt, um die Wirkung des Abtastens und Haltens der Wellenform mittels der Abtast-und-Halteeinheit 182 im Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off zu zeigen.
In 9(a) sind Wellenformen unter denselben Bedingungen wie denjenigen in 7(b) gezeigt, die die gleichen Wellenformen wie diejenigen gemäß 7(b) sind, und sie sind Wellenformen in dem Fall, in welchem das Abtasten und Halten der Wellenform von iq_t*_off nicht durchgeführt wird. In 9(b) sind Wellenformen gezeigt, wenn das Abtasten und Halten von iq_t*_off durchgeführt wird. Das Abtasten und Halten der Wellenformen wird nach der Verzögerungszeit T1 [Sekunden] vom Zeitpunkt des Lösens der Bremse durch die Verzögerungseinheit 186 durchgeführt. Diese Verzögerungszeit T1 wird als ein Zeitpunkt ausgewählt, bei welchem iq_t*_off einen Konvergenzwert einer stufenartigen Wellenform annimmt.
In 10(a) und 10(b) sind Wellenformen gezeigt, die erhalten werden, indem die Zeitachse gemäß 9 vergrößert wird.Das Verhältnis zwischen dem Zeitpunkt (T0) der Änderung der Polzuweisung und dem Zeitpunkt (T1) des Abtastens und Haltens der Wellenform ist zusätzlich gezeigt.
Wie oben beschrieben, hat der vorbestimmte Zeitpunkt T0, bei welchem der Pol (Eigenwert) vom Zeitpunkt des Lösens der Bremse versetzt wird, die Funktion, eine Vibrationskomponente von iq_t*_off zu unterdrücken, die vibriert hat. Daher ist es wünschenswert, dass die Verzögerungszeit T1 auf einen Zeitpunkt eingestellt ist, nachdem die Vibration bei T0 unterdrückt wird. Das Verhältnis zwischen T0 und T1 in diesem Fall wird durch den folgenden Ausdruck ausgedrückt. $T1 > T0$
Wie in 10(b) gezeigt, wird das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off abgetastet und gehalten, und zwar nach der Zeit T1 vom Zeitpunkt des Lösens der Bremse an, und die Amplitude der Kabinenbeschleunigung wird verringert. Außerdem kann beobachtet werden, dass die Vibration konvergiert, und dass die Vibrationen auf niedriger Frequenz eliminiert sind.
Initialisierung der Ausgabe des Störungs-Beobachters
Es ist für den Störungs-Beobachter 17 notwendig, dass er als ein Schätzer für das Ungleichgewichts-Moment Di fungiert. Der Störungs-Beobachter 17 weist das Integralelement (Block 174) darin auf, wie in 2 veranschaulicht, und demzufolge hält er vorherige Informationen. Wenn die Bremse 6 die Bremsung vornimmt, nachdem sich die Kabine bewegt hat, und wenn die vorherigen Informationen im Integralelement beim nächsten Anfahren verbleiben, wird daher eine genaue Schätzung verhindert.
Um die oben erwähnte Situation zu vermeiden, wenn die Bremse 6 den Bremsvorgang durchführt, nachdem die Kabine 4 bewegt wird, können die Ausgaben des Störungs-Beobachters 17 und der Durchlass-/Halte-Schalteinheit 18 initialisiert werden.
Wenn die Initialisierung vor dem Anfahren durchgeführt wird, kann der Störungs-Beobachter 17 das Ungleichgewichts-Moment Di genau schätzen, und es wird ein genaues Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off ausgegeben, mit dem Ergebnis, dass ein Ruck beim Anfahren und das Zurückbewegen auf niedrige Pegel unterdrückt werden können.
Bei der oben erwähnten Konfiguration gilt Folgendes: Mit dem Störungs-Beobachter 17, der das stufenartige Ungleichgewichts-Moment schätzt, das auf die Geschwindigkeitssteuerung wirkt, nachdem die Bremse gelöst worden ist, und zwar mit hoher Geschwindigkeit und mit Genauigkeit, und indem das Drehmoment-Versatzstromsignal auf der Basis des geschätzten Störungssignals Di^, des Geschwindigkeitssignals ω und des Bremssteuerungs-Befehlssignals erzeugt und rückgekoppelt wird, um das Ungleichgewichts-Moment aufzuheben, können der Ruck beim Anfahren und der Wert des Zurückbewegens auf die niedrigen Niveaus unterdrückt werden.
Zweite Ausführungsform
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird das Motor-Antriebsstrom-Signal iq als das Eingangssignal in den Störungs-Beobachter 17 verwendet, aber stattdessen kann auch das Drehmoment-Strom-Befehlssignal iq_t* verwendet werden, wie in 11 veranschaulicht. Bei dieser Konfiguration besteht die Berechnung des Störungs-Beobachters 17 nur aus internen Signalen in der Berechnungseinheit, und demzufolge kann das System einfacher aufgebaut werden.
Der Störungs-Beobachter 17 ist in diesem Fall wie in 12 veranschaulicht. Die Konfiguration ist die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform, die in 1 und 2 veranschaulicht ist, mit der Ausnahme, dass ein Eingangssignal in den Störungs-Beobachter 17 vom Motor-Antriebsstrom-Signal iq zum Drehmoment-Strom-Befehlssignal iq_t* geändert wird, und es werden ebenfalls Wirkungen ähnlich denjenigen der ersten Ausführungsform erzielt.
Bei den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wird der Störungs-Beobachter 17 als ein analoges System beschrieben und erläutert. Er kann jedoch auch unter Verwendung eines digitalen Rechenelements, beispielsweise eines Signalprozessors oder eines Mikrocomputers, digitalisiert und ausgebildet sein.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht den Betrieb mit höherer Performanz und Stabilität, indem ein Zeitpunkt zum Beenden der Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung begrenzt wird.
Genauer gesagt: Gemäß 1 wird die Geschwindigkeit des Motors 1 bestimmt, indem detektierte Informationen über den Pulsgeber 11, der so konfiguriert ist, dass er den Drehwinkel des Motors 1 detektiert, in die Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 12 eingegeben werden. Dieser Pulsgeber 11 ist so konfiguriert, dass er die Detektion durchführt, indem eine Wellenform von einem Puls jedes Mal ausgegeben wird, wenn der Drehwinkel des Motors 1 einen vorbestimmten Wert annimmt. Bei dieser Konfiguration gilt Folgendes: Wenn eine Drehzahl des Motors 1 niedriger wird, d. h. wenn die Änderung des Drehwinkels langsamer wird, wird der Puls-Detektionszeitraum des Pulsgebers 11 länger.
Daher wird der Zeitraum länger, in welchem das detektierte Motorwinkelsignal, das das Eingangssignal in die Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 12 ist, detektiert wird und aktualisiert wird, und demzufolge tritt eine Detektionszeitverzögerung für das Geschwindigkeitssignal ω auf, das die Ausgabe der Geschwindigkeits-Berechnungseinheit 12 ist.
Wenn sich dann die Geschwindigkeit des Motors 1 dem Wert Null annähert, wird die Detektionszeitverzögerung des Geschwindigkeitssignals ω größer, und die Stabilität der Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung auf der Basis des Geschwindigkeitssignals ω kann verloren sein. Diese Tendenz wird noch signifikanter, wenn die Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Verstärkung (Absolutwert von α des Koeffizientenblocks 184, wie in 3 veranschaulicht) größer vorgegeben ist. Indessen gibt es ein Verhältnis, wobei dann, wenn die Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Verstärkung höher vorgegeben ist, der Ruck beim Anfahren kleiner wird. Die Stabilität und der Ruck beim Anfahren stehen im Gegensatz zueinander.
Daher wird bei der dritten Ausführungsform eine Konfiguration beschrieben, bei welcher sowohl die Stabilität, als auch das Unterdrücken eines Rucks beim Anfahren erzielt werden.
Gemäß 13(a) gilt Folgendes: Um einen Ruck beim Anfahren zu verringern, unmittelbar nachdem die Bremse gelöst worden ist, sind die transienten Verhaltensweisen für den Fall gezeigt, dass die Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Verstärkung bei der ersten oder der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschriebenen Konfiguration als groß vorgegeben ist. Von der oberen Wellenform ausgehend, sind Zeitachsen-Wellenformen der Kabinenbeschleunigung, des Drehmoment-Versatzstromsignals und der Motorgeschwindigkeit ω gezeigt.
Obwohl die Kabinenbeschleunigung, unmittelbar nachdem die Bremse gelöst worden ist, so unterdrückt ist, dass sie klein ist, erhöht sich die Amplitude der Kabinenbeschleunigung in einem Zeitraum vom Zeitpunkt des Lösens der Bremse bis T0, welches den Zeitpunkt zum Bewegen bzw. Versetzen des Pols darstellt. Dies rührt daher, wie bei der Wellenform unten in 13(a) gezeigt, dass die Motorgeschwindigkeit ω Null wird und die Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung destabilisiert wird, mit dem Ergebnis, dass die Motorgeschwindigkeit ω vibriert, und dass das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off ebenfalls vibriert.
Diese Vibrationen sind das Ergebnis davon, dass die Stabilität der Steuerung verloren geht, da die Geschwindigkeit des Motors 1 niedriger wird, und demzufolge, da die Detektionszeitverzögerung der Motorgeschwindigkeit ω größer wird. Als Gegenmaßnahme für die Vibrationen kann daher die Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung angehalten werden, bevor die Stabilität der Steuerung verloren geht. Daher wird bei der dritten Ausführungsform eine Konfiguration angenommen, bei welcher die Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung zu einem Zeitpunkt gestoppt wird, bei welchem die Geschwindigkeit ω des Motors 1 auf einen Wert um Null herum konvergiert.
Die Konfiguration der Durchlass-/Halte-Schalteinheit 18 bei der dritten Ausführungsform, die in 14 gezeigt ist, unterscheidet sich von der unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Konfiguration bei der ersten oder zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch den Signalpfad des Geschwindigkeitssignals ω.
Genauer gesagt: Das Geschwindigkeitssignal ω wird mittels des Koeffizientenblocks 184 mit α multipliziert, was einer zweiten Schalteinheit 187 zugeführt werden soll. Die zweite Schalteinheit 187 wird ein-/ausgeschaltet, und zwar mit einem Ausgangssignal von einer zweiten Verzögerungseinheit 188.
In 15 sind Zeitwellenformen dargestellt, um das Verhältnis zwischen einem Verzögerungswert T2 der zweiten Verzögerungseinheit 188 und dem Verzögerungswert T0 zu zeigen, der den Zeitpunkt zum Bewegen bzw. Versetzen des Pols des Störungs-Beobachters 17 bestimmt. Eine Eingabe an die zweite Verzögerungseinheit 188 ist das Bremssteuerungs-Befehlssignal BKcont, und es ist ein Signal, das von dem Zeitpunkt des Lösens der Bremse um T0 verzögert ist, wie in 14 gezeigt.
Die zweite Schalteinheit 187 gibt, wie in 15(b) gezeigt, das Geschwindigkeitssignal ω aus, das eine Verstärkung α des Koeffizientenblocks 184 hat, bis der Zeitraum T2 vom Zeitpunkt des Lösens der Bremse an verstreicht, und das Geschwindigkeitssignal ω wird mittels des Additionsblocks 185 zur Ausgabe aus dem Koeffizientenblock 181 addiert. Dann stellt die zweite Schalteinheit 187 das Geschwindigkeitssignal ω auf Null, und zwar zu einem Zeitpunkt, wenn der Zeitraum T2 verstrichen ist. Dann wird die Ausgabe des Additionsblocks 185 zugeführt, und zwar als ein Eingangssignal A der Schalteinheit 183.
Die übrigen Komponenten sind die gleichen wie diejenigen, die in 3 veranschaulicht sind, und sie führen diesen ähnliche Vorgänge durch. Demzufolge ist deren erneute Beschreibung weggelassen.
Mit der oben erwähnten Konfiguration wird eine Funktion erzielt, zum Auswählen, mittels der Schalteinheit 183 und der zweiten Schalteinheit 187, ob als das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off Folgendes verwendet wird: Das Signal A, das erhalten wird, indem mittels des Additionsblocks 185 das Signal, das erhalten wird, indem das geschätzte Störungssignal Di^ mit 1/Kτn multipliziert wird, zu dem Signal addiert wird, das erhalten wird, indem das Geschwindigkeitssignal ω mit α multipliziert wird, und indem als das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off das Signal A verwendet wird, das erhalten wird, indem das geschätzte Störungssignal Di^ mit 1/Kτn multipliziert wird; oder ob als das Drehmoment-Versatzstromsignal iq_t*_off Folgendes verwendet wird: Das Signal B, das erhalten wird, indem mittels der Abtast-und-Halteeinheit 182 das Signal abgetastet und gehalten wird, das erhalten wird, indem das geschätzte Störungssignal Di^ mit 1/Kτn multipliziert wird, und zwar zu dem Zeitpunkt, der mittels der Verzögerungseinheit (erste Verzögerungseinheit) 186 vom Zeitpunkt des Lösens der Bremse gemäß dem Bremssteuerungs-Befehlssignal BK_cont um die vorbestimmte Zeit (T1) verzögert ist.
Die Auswahl mittels der Schalteinheit 183 und der zweiten Schalteinheit 187 wird von einem Signal durchgeführt, das erhalten wird, indem das Brems-Lössignal gemäß dem Bremssteuerungs-Befehlssignal BK_cont um die vorbestimmten Zeiten (T1 und T2) verzögert wird.
Die Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung ist so vorgegeben, dass sie schneller als die Ansprechzeit des Störungs-Beobachters 17 auf die Störung wirkt, und demzufolge wird die Konvergenzzeit der Stufenantwort kürzer als die Konvergenzzeit des Störungs-Beobachters 17. Daher wird das Verhältnis zwischen beiden Verzögerungswerten durch den folgenden Ausdruck ausgedrückt. $T2 < T0$
Der Verzögerungswert T2, der den Zeitpunkt zum Beenden der Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung bestimmt, kann beispielsweise wie folgt eingestellt sein. Gemäß 13(b) sind Wellenformen bei transientem Ansprechen gezeigt, und zwar für dem Fall, wenn die Verzögerungszeit T2, die den Zeitpunkt zum Beenden der Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung bestimmt, kürzer ist als der Zeitpunkt T0 zum Bewegen bzw. Versetzen des Pols. Die Verzögerungszeit T2 zu diesem Zeitpunkt ist so ausgewählt, dass sie in einem Zeitraum liegt, in welchem die Motorgeschwindigkeit ω im Wesentlichen auf Null konvergiert, nachdem deren Scheitelwert passiert worden ist, wobei der Zeitpunkt des Lösens der Bremse der Startpunkt ist.
Genauer gesagt: Mit einem Schwellenwert der Motorgeschwindigkeit ω, der auf eine Geschwindigkeit eingestellt ist, die höher ist als die Motorgeschwindigkeit ω, bei welcher die Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung vibrierend wird, ist die Verzögerungszeit T2 auf eine Zeit eingestellt, von dann, wenn die Motorgeschwindigkeit ω ihren Scheitelwert nach dem Zeitpunkt des Lösens der Bremse passiert, bis die Motorgeschwindigkeit ω den Schwellenwert oder weniger annimmt. Mit dieser Einstellung können die Vibrationen des Drehmoment-Versatzstromsignals und der Motorgeschwindigkeit ω im Zeitraum T0, wie in 13(a) ersichtlich, und eine Zunahme der Kabinenbeschleunigung (Ruck beim Anfahren), die von den Vibrationen verursacht werden, unterdrückt werden. Dies ist bei der oberen Wellenform von 13(b) gezeigt.
Wenn das Steuerungssystem wie oben beschrieben konfiguriert ist, kann die Wirkung, dass ein Ruck beim Anfahren unterdrückt wird, von der Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung erzielt werden, und außerdem können Instabilitäts-Phänomene vermieden werden, die von der Verzögerung bei der Geschwindigkeits-Detektion um eine Nullgeschwindigkeit der Geschwindigkeits-Rückkopplungs-Steuerung herum verursacht werden.
Vierte Ausführungsform
Bei den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen wird eine Konfiguration angenommen, bei welcher der Störungs-Beobachter 17 die Polzuweisung verändert. Stattdessen kann eine ähnliche Funktion auch erzielt werden, indem einfach nur ein einfacher Tiefpassfilter zur Ausgangsstufe des Störungs-Beobachter 17 hinzugefügt wird. Mit dieser Konfiguration ist die Veränderung der Polzuweisung des Störungs-Beobachters 17, die eine komplexe Berechnungsverarbeitung ist, nicht notwendig, und es genügt eine Veränderung der Grenzfrequenz des einfachen Tiefpassfilters, mit dem Ergebnis, dass das System einfacher aufgebaut sein kann.
Der Störungs-Beobachter 17 ist in diesem Fall wie in 16 gezeigt. 17a ist ein Störungs-Beobachter-Berechnungsfunktionsblock, in welchem ein Pol ein fixer Pol bei λ1 ist, der im Zeitverlauf nicht verändert wird. 17b ist ein Bandbegrenzungsfilter, der in Reihe mit dem Ausgang des Berechnungs-Funktionsblocks 17a des Störungs-Beobachters geschaltet ist, und der in diesem Fall ein Tiefpassfilter erster Ordnung ist. Ein Parameter, der das Grenzband des Bandbegrenzungsfilters 17b definiert, ist die Grenzfrequenz λ(t).
Die Grenzfrequenz λ(t) wird auf einen kleinen Wert geändert, und zwar nach T0 [Sekunden] vom Bremssteuerungs-Befehlssignal BK_cont, und im Ergebnis wird das Durchlassband so eingestellt, dass es niedrig ist. Die Definition von T0 ist die gleiche wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform. Mit dieser Konfiguration kann das Störungs-Schätzband des Störungs-Beobachters 17 verändert werden.
In 17 ist ein spezifischer Zeitachsen-Wellenformgraph der Veränderung der Grenzfrequenz des Bandbegrenzungsfilters 17b im Zeitverlauf gezeigt. Die Grenzfrequenz λ(t) gemäß 17 ist mit den folgenden Ausdrücken definiert.
Wenn 0 ≤ t <T0,
λ(t) = |λ2|, und
wenn T0 ≤ t,
λ(t) = |βλ1|.
In den obigen Ausdrücken ist λ2 als ein Wert ausgewählt, bei welchem die Wirkungen um die Phase hinsichtlich λ1 ignoriert werden können, welches der Pol des Störungs-Beobachters 17 ist, der bei der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben ist. Beispielsweise kann X2 auf das 10-Fache von λ1 eingestellt sein. Außerdem ist β das gleiche, wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben.
Mit der oben erwähnten Konfiguration ist die Ausgabe des Störungs-Beobachters 17 bandmäßig begrenzt, und demzufolge kann die Wirkung erzielt werden, wie bei der Veränderung der Polzuweisung des Störungs-Beobachters 17, die bei der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben ist, dass das Störungs-Schätzband von der Seite der hohen Frequenz zur Seite der niedrigen Frequenz verändert wird.
In der ersten bis vierten Ausführungsform wird das Bremssteuerungs-Befehlssignal BK_cont verwendet, aber es kann auch ein anderes Signal verwendet werden, solange das Signal detektiert, dass die Bremse 6 den gelösten Zustand angenommen hat. Beispielsweise kann mit der Verwendung des Geschwindigkeitssignals ω, das synchron verändert wird, wenn die Bremse gelöst wird, stattdessen ein Signal auf der Basis des Geschwindigkeitssignals ω verwendet werden. Genauer gesagt, es ist das Geschwindigkeitssignal ω Null, wenn die Bremse 6 betätigt wird, seine Wellenform wird abrupt verändert, wenn die Bremse 6 den gelösten Zustand angenommen hat, und demzufolge kann es stattdessen als Brems-Lösesignal verwendet werden, wenn es bei einem vorbestimmten Schwellenwert detektiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Motor
2: Seilscheibe
3: Seil
4: Kabine
5: Gegengewicht
6: Bremse
7: Steuerung
8: Bremssteuerungseinheit
9: Strom-Steuereinheit
10: Strom-Detektionseinheit
11: Pulsgeber
12: Geschwindigkeits-Berechnungseinheit
13: Geschwindigkeitsbefehl-Erzeugungseinheit
14: Subtraktionseinheit
15: Geschwindigkeits-Steuereinheit
16: Additionseinheit
17: Störungs-Beobachter
18: Durchlass-/Halte-Schalteinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2005132541 A [0008]

Claims

Fahrstuhl-Steuereinrichtung, die Folgendes aufweist: eine Strom-Detektionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Antriebsstrom eines Motors detektiert, der zum Antreiben einer Seilscheibe zum Rotieren konfiguriert ist, wobei an der Seilscheibe eine Kabine und ein Gegengewicht mittels eines Seils aufgehängt sind; eine Geschwindigkeits-Berechnungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Geschwindigkeitssignal des Motors auf der Basis einer Ausgabe aus einer Rotationswert-Detektionseinheit ausgibt, die zum Detektieren eines Rotationswerts des Motors konfiguriert ist; eine Geschwindigkeitsbefehl-Erzeugungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Geschwindigkeits-Befehlssignal für den Motor ausgibt; eine Geschwindigkeits-Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Drehmoment-Strom-Befehlssignal auf der Basis des Geschwindigkeits-Befehlssignals und des Geschwindigkeitssignals ausgibt; eine Strom-Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den Motor so antreibt, dass der Antriebsstrom auf das Drehmoment-Strom-Befehlssignal anspricht; einen Schätzer für Ungleichgewichts-Momente, der so konfiguriert ist, dass er ein Ungleichgewichts-Moment schätzt, das die Gewichtsdifferenz zwischen der Kabine und dem Gegengewicht ist, und zwar auf der Basis des Antriebsstroms oder des Drehmoment-Strom-Befehlssignals und des Geschwindigkeitssignals; eine Schalteinheit, die so konfiguriert ist, dass sie auswählt, ob als Befehlssignal für Drehmoment-Versatzstrom ein Signal, das erhalten wird, indem ein Ausgangssignal aus dem Schätzer für Ungleichgewichts-Momente und ein Wert addiert werden, der zum Geschwindigkeitssignal proportional ist, oder das Ausgangssignal aus dem Schätzer für Ungleichgewichts-Momente ausgegeben wird, nachdem eine Bremse gelöst worden ist, die zum Abbremsen der Rotation des Motors konfiguriert ist; und eine Additionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das Befehlssignal für Drehmoment-Versatzstrom, das aus der Schalteinheit ausgegeben wird, zum Drehmoment-Strom-Befehlssignal addiert, das in die Strom-Steuereinheit eingegeben werden soll.
Fahrstuhl-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schätzer für Ungleichgewichts-Momente einen Störungs-Beobachter aufweist, der erhalten wird, indem elektrische Eigenschaften und mechanische Eigenschaften des Motors und der Seilscheibe modelliert werden, und wobei der Schätzer für Ungleichgewichts-Momente zum Entgegennehmen des Antriebsstroms oder des Drehmoment-Strom-Befehlssignals und des Geschwindigkeitssignals als Eingaben zum Ausgeben des Ungleichgewichts-Moments als ein geschätztes Störungssignal konfiguriert ist, und wobei er ferner die Funktion zum Ändern eines Störungs-Schätzbandes hat, nachdem die Bremse, die zum Bremsen der Rotation des Motors konfiguriert ist, gelöst worden ist.
Fahrstuhl-Steuereinrichtung nach Anspruch 2, wobei der Störungs-Beobachter zum Verändern, nach einer ersten verstrichenen Zeit (T0) zu einem Zeitpunkt, bei welchem die Bremse, die zum Bremsen der Rotation des Motors konfiguriert ist, gelöst wird, des Störungs-Schätzbandes von einer hochfrequenten Seite auf eine niederfrequente Seite konfiguriert ist.
Fahrstuhl-Steuereinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Schalteinheit zum Halten des geschätzten Störungssignals konfiguriert ist, und zwar nach einer zweiten verstrichenen Zeit (T1), die länger ist als die erste verstrichene Zeit (T0), vom Zeitpunkt, bei welchem die Bremse, die zum Bremsen der Rotation des Motors konfiguriert ist, gelöst wird.
Fahrstuhl-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schalteinheit zum Einstellen, als das Befehlssignal für Drehmoment-Versatzstrom, des Signals konfiguriert ist, das erhalten wird, indem das Ausgangssignal aus dem Schätzer für Ungleichgewichts-Momente und der Wert, der proportional zum Geschwindigkeitssignal ist, zu Null addiert werden, und zwar nach einer dritten verstrichenen Zeit (T2) von einem Zeitpunkt, bei welchem die Bremse, die zum Bremsen der Rotation des Motors konfiguriert ist, gelöst wird.
Fahrstuhl-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schätzer für Ungleichgewichts-Momente einen Störungs-Beobachter aufweist, der erhalten wird, indem elektrische Eigenschaften und mechanische Eigenschaften des Motors und der Seilscheibe modelliert werden, und der zum Entgegennehmen des Antriebsstroms oder des Drehmoment-Strom-Befehlssignals und des Geschwindigkeitssignals als Eingaben zum Ausgeben des Ungleichgewichts-Moments als ein geschätztes Störungssignal konfiguriert ist, wobei die Fahrstuhl-Steuereinrichtung ferner ein Tiefpassfilter aufweist, das in Reihe zu einem Ausgang des Störungs-Beobachters geschaltet ist, und wobei das Tiefpassfilter eine Funktion zum Verändern eines Störungs-Schätzbandes des geschätzten Störungssignals hat, nachdem die Bremse, die zum Bremsen der Rotation des Motors konfiguriert ist, gelöst worden ist.
Fahrstuhl-Steuereinrichtung nach Anspruch 6, wobei das Tiefpassfilter zum Verändern, nach einer ersten verstrichenen Zeit von einem Zeitpunkt, bei welchem die Bremse, die zum Bremsen der Rotation des Motors konfiguriert ist, gelöst wird, des Störungs-Schätzbandes von einer hochfrequenten Seite auf eine niederfrequente Seite konfiguriert ist.
Fahrstuhl-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, 2, 5 oder 6, wobei das Drehmoment-Strom-Befehlssignal, das in den Schätzer für Ungleichgewichts-Momente eingegeben werden soll, ein Signal enthält, das in die Strom-Steuereinheit eingegeben werden soll.