EP1342691B1 - Device for attenuating vibrations on an elevator car - Google Patents
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- EP1342691B1 EP1342691B1 EP03003724A EP03003724A EP1342691B1 EP 1342691 B1 EP1342691 B1 EP 1342691B1 EP 03003724 A EP03003724 A EP 03003724A EP 03003724 A EP03003724 A EP 03003724A EP 1342691 B1 EP1342691 B1 EP 1342691B1
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- B66B5/02—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions
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- B66B11/026—Attenuation system for shocks, vibrations, imbalance, e.g. passengers on the same side
- B66B11/028—Active systems
Definitions
- the invention relates to a device for damping vibrations of a guided on guide rails by means of guide elements, a cab body frame, which measured transversely to the direction of vibrations of mounted on the frame acceleration sensors and used to control at least one arranged between the frame and guide elements actuator, the same time works with the occurring vibrations and opposite to the direction of the vibrations.
- a disadvantage of this device is that the elevator car itself must have a rigid structure, so that the ride comfort can be ensured by the vibration control.
- the invention aims to remedy this situation.
- the invention as characterized in claim 1 solves the problem of avoiding the disadvantages of the known device and to propose a vibration control, which takes into account the elastic properties of the frame with the cabin body.
- An elevator car (frame and cabin body) has a very elastic structure, especially in the horizontal direction.
- the first structural resonance is in the 10 Hz range for elevator cabins with optimized frame rigidity and cabin isolation, and otherwise the structural resonance is even deeper.
- the distance to the frequencies to be damped is very small and limits the effect of the active vibration damping, since it can not dampen the structural resonance itself. This becomes possible only when there is a sufficiently good measurement of the state of the cabin deformation, in particular of the phase position.
- the largest elastic deformation is a shearing of a cabin frame 5 carrying a cabin frame in the x direction.
- the frame consists of a lower yoke 1, an upper yoke 2, a first side plate 3 and a second side plate 4.
- the upper yoke 2 is connected, for example, with a supporting cable, not shown, which is guided for example via a traction sheave.
- guide elements are arranged, which guide the frame along arranged in the elevator shaft guide rails.
- the signals of the acceleration sensors must be integrated twice, which is associated with drift or measurement errors.
- the signal of the fiber gyro must be integrated once, which is also associated with drift or measurement errors.
- the optical measuring device (laser) is quite expensive.
- a spatial arrangement without interference is difficult.
- DMS very small strains can be measured.
- the Measurement of the Verschtation takes place directly, without the help of further sensors. DMS technique for measuring the displacement is promising.
- lower yoke 1 and upper yoke 2 shift in parallel by an amount x.
- a laser 11a is fixed, which preferably generates infrared light and emits a sharply focused beam 11d vertically downwards.
- an optical prism 11b is fixed, which reflects the light beam 11d parallel and laterally offset upward. The displacement varies by twice the amount x of the frame's warp.
- a photosensitive line sensor or a line camera 11c is mounted on the upper yoke 2.
- the line camera 11c generates a signal which is proportional to the frame displacement x and which can be used in a control system to reduce the frame displacement.
- the deformations on the lower bearings 6 and / or on the upper bearings 7 of the cab body 5 can be measured.
- the measurement can be done in one, two or all three axes.
- As an alternative to measuring the deformation of the bearings 6, 7 of the cab body 5 additional, arranged on the cab body 5 acceleration sensors are possible.
- the number of necessary acceleration sensors is equal to the number of additional degrees of freedom that need to be controlled.
- the bearings 6, 7 are suitable locations for arranging the actuators.
- the actuators can be arranged in parallel or in series with the elastic bearings 6, 7 designed as vibration isolation or completely replace them, these actuators being in one, two or in all three Axes can act.
- Very well suited for this purpose are the so-called active engine mounts as they are used in motor vehicles for mounting the engine.
- US Pat. No. 4,699,348 discloses an active motor bearing which consists of a passive rubber spring and an electromagnetic actuator.
- the main purpose of the actuator is to dampen the low-frequency resonant vibrations, while the soft rubber spring with low damping acts as good vibration isolation in the higher-frequency range.
- the control system for damping the shearing motion of the frame shown in FIG. 3 consists of the main components controller and controlled system, which is composed of the actuator or the actuators, the frame with cabin body and the sensor or the acceleration sensors.
- the sensor signal y is proportional to the frame shift. It is subtracted in a summing unit from the setpoint u, which is normally 0. This results in the control error e.
- This is processed in the controller and generates a control signal m. In the simplest case, it is a proportional controller, but much more complex controller functions are possible.
- the actuator consists for example of four active actuators mentioned above. These generate actuating forces between guide rollers or guide rails and cab frames.
- the controller is designed so that the greatest gain is at the first natural frequency, for example 10 Hz, of the frame with the cab body.
- the controller has a bandpass characteristic, where the gain approaches zero at very low and high frequencies, so that no static forces can build up that could cause the frame and cab body to rotate.
- the active actuators are actuated by the actuating signal m in such a way that actuating forces F1, F3, F5, F7 arise, which counteract the frame displacement.
- the control signal m is first forwarded to a respective active actuator A1, A3, A5, A7 provided current amplifier V1, V3, V5, V7, which in turn feeds the active actuator A1, A3, A5, A7.
- the individual current functions I (m) must be selected in accordance with the signal flow scheme shown in FIG. 4, wherein the current I1, I3, I5, I7 in the active actuator A1, A3, A5, A7 the normally proportional to the current force F1, F3, F5 , F7 generated.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen eines an Führungsschienen mittels Führungselementen geführten, einen Kabinenkörper tragenden Rahmens, wobei quer zur Fahrtrichtung auftretende Schwingungen von am Rahmen angebrachten Beschleunigungssensoren gemessen und zur Regelung von mindestens einem zwischen Rahmen und Führungselementen angeordneten Aktuator verwendet werden, der gleichzeitig mit den auftretenden Schwingungen und entgegengesetzt zur Richtung der Schwingungen arbeitet.The invention relates to a device for damping vibrations of a guided on guide rails by means of guide elements, a cab body frame, which measured transversely to the direction of vibrations of mounted on the frame acceleration sensors and used to control at least one arranged between the frame and guide elements actuator, the same time works with the occurring vibrations and opposite to the direction of the vibrations.
Aus der Patentschrift EP 0 731 051 B1 ist ein Verfahren und eine Einrichtung bekannt geworden, bei dem bzw. bei der zur Reduktion von Schwingungen einer an Schienen geführten Aufzugskabine quer zur Fahrtrichtung auftretende Schwingungen durch eine im hohen Frequenzbereich arbeitende Regelung reduziert werden, sodass die Schwingungen in der Kabine nicht mehr spürbar sind. Zur Erfassung der Messwerte werden am Kabinenrahmen Trägheitssensoren angebracht. Ein im tiefen Frequenzbereich arbeitender Positionsregler führt die Kabine bei einseitiger Schieflage gegenüber den Schienen selbsttätig in eine Mittelstellung nach, sodass immer ein ausreichender Dämpfungsweg zur Verfügung steht. Positionssensoren liefern die Messwerte an den Positionsregler. Aktuatoren sind mit Linearmotoren zur Verstellung der Rollen versehen. Pro Rollenführung regelt ein erster Linearmotor zwei seitliche Rollen, ein zweiter Linearmotor regelt die mittlere Rolle. Der apparative Aufwand zur Durchführung des Verfahrens ist gering, da beide Regelkreise zu einer gemeinsamen Regelung zusammengefasst werden und auf einen Aktuator wirken.From
Nachteilig bei dieser Einrichtung ist, dass die Aufzugskabine selbst eine steife Struktur aufweisen muss, damit der Fahrkomfort durch die Schwingungsregelung gewährleistet werden kann.A disadvantage of this device is that the elevator car itself must have a rigid structure, so that the ride comfort can be ensured by the vibration control.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Einrichtung zu vermeiden und eine Schwingungsregelung vorzuschlagen, die die elastischen Eigenschaften des Rahmens mit dem Kabinenkörper berücksichtigt.The invention aims to remedy this situation. The invention, as characterized in
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
Eine Aufzugskabine (Rahmen und Kabinenkörper) hat insbesondere in Horizontalrichtung eine sehr elastische Struktur. Typischerweise liegt die erste Strukturresonanz im Bereich von 10 Hz bei Aufzugskabinen mit optimierter Steifigkeit des Rahmens und der Kabinenisolation, und sonst liegt die Strukturresonanz noch tiefer. Der Abstand zu den zu dämpfenden Frequenzen ist sehr gering und limitiert die Wirkung der aktiven Schwingungsdämpfung, da sie die Strukturresonanz selbst nicht dämpfen kann. Dies wird erst möglich, wenn eine genügend gute Messung des Zustandes der Kabinendeformation, insbesondere der Phasenlage vorliegt.An elevator car (frame and cabin body) has a very elastic structure, especially in the horizontal direction. Typically, the first structural resonance is in the 10 Hz range for elevator cabins with optimized frame rigidity and cabin isolation, and otherwise the structural resonance is even deeper. The distance to the frequencies to be damped is very small and limits the effect of the active vibration damping, since it can not dampen the structural resonance itself. This becomes possible only when there is a sufficiently good measurement of the state of the cabin deformation, in particular of the phase position.
Prinzipiell ist es besser die Aufzugskabine (Rahmen und Kabinenkörper) sehr steif zu bauen, so dass sie sich im wesentlichen wie ein starrer Körper verhält. Es sind dann keine Messungen der elastischen Verformung notwendig. Dieses Ziel ist jedoch nur bei neuen Aufzugskabinen für hohe Gebäude erreichbar.In principle, it is better to build the elevator car (frame and cabin body) very rigid, so that it behaves essentially like a rigid body. There are then no measurements of the elastic deformation necessary. However, this goal can only be achieved with new elevator cabins for tall buildings.
Bestehende Aufzugskabinen (Rahmen und Kabinenkörper) können nur nachträglich versteift werden. Dies ist mit vernünftigem Aufwand nur in beschränktem Mass möglich. Ansonsten ist es sinnvoller eine neue Aufzugskabine (Rahmen und Kabinenkörper) steifer Bauart einzusetzen. Die Messung der Deformation erweitert den Anwendungsbereich der aktiven Schwingungsdämpfung auf strukturell weniger geeignete Aufzugskabinen, welche heutzutage das Gros aller Aufzugskabinen ausmachen.Existing elevator cars (frame and cabin body) can only be stiffened later. This is possible with reasonable effort only to a limited extent. Otherwise, it makes more sense to use a new elevator cab (frame and cab body) of rigid design. Deformation measurement extends the scope of active vibration damping to structurally less suitable elevator cars, which today make up the bulk of all elevator cars.
Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.Reference to the accompanying figures, the present invention will be explained in more detail.
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Fig. 1
eine schematische Darstellung der Anordnung der Sensoren einer Einrichtung zur Dämpfung von Scherbewegungen eines Kabinenrahmens mit einem Kabinenkörper,Fig. 1
1 is a schematic representation of the arrangement of the sensors of a device for damping shearing movements of a cabin frame with a cabin body, -
Fig. 2
eine Messeinrichtung zur Messung der Scherbewegungen eines Kabinenrahmens mittels Laser,Fig. 2
a measuring device for measuring the shearing movements of a cabin frame by means of laser, -
Fig. 2a
Einzelheiten der Messeinrichtung gemäss Fig. 2,Fig. 2a
Details of the measuring device according to FIG. 2, -
Fig. 3
ein Regelsystem zur Dämpfung von Scherbewegungen,Fig. 3
a control system for damping shear movements, -
Fig. 4
ein elektrischer Aktorteil des Regelsystems.Fig. 4
an electric actuator part of the control system.
Die grösste elastische Deformation ist eine Verscherung eines einen Kabinenkörper 5 tragenden Kabinenrahmens in x-Richtung. Der Rahmen besteht aus einem unteren Joch 1, einem oberen Joch 2, einem ersten Seitenschild 3 und einem zweiten Seitenschild 4. Das obere Joch 2 ist beispielsweise mit einem nicht dargestellten Tragseil verbunden, das beispielsweise über eine Treibscheibe geführt ist. Am oberen Joch 2 bzw. am unteren Joch 1 sind Führungselemente angeordnet, die den Rahmen entlang von im Aufzugsschacht angeordneten Führungsschienen führen.The largest elastic deformation is a shearing of a
Bei der elastischen Deformation verschieben sich das untere Joch 1 und das obere Joch 2 parallel zueinander. Mit den quer zur Fahrtrichtung der aus Kabinenrahmen und Kabinenkörper 5 bestehenden Aufzugskabine messenden Beschleunigungssensoren ac1 bis ac8 des in der Beschreibungseinleitung gewürdigten Standes der Technik ist es nicht möglich diese Deformation zu messen, da keine Unterscheidung zwischen Rotation des Kabinenkörpers 5 um die y-Achse und Scherbewegung des Rahmens in x-Richtung möglich ist. Daher ist eine zusätzliche Messung notwendig. Mögliche Ausführungsvarianten zur Messung der Deformation sind:
- 1. Zwei vertikal (in z-Richtung)
ausgerichtete Beschleunigungssensoren 9a und 9b (oder 9c als Alternative zu 9b) mit grossem Achsabstand. Aus der Differenz der Sensorsignale wird die y-Rotation von unterem Joch 1 und oberem Joch 2 bestimmt. Zusammen mit den Signalen der Beschleunigungssensoren ac1 oder ac3 und ac5 oder ac7 kann die Scherbewegung des Rahmens bestimmt werden. Anstelle der vertikal 9a, 9b, 9c kann auch ein Sensor verwendet werden der die Drehrate genügend genau misst, beispielsweise ein Faserkreisel oder horizontal gerichtete Beschleunigungssensoren mit genügendem Achsabstand, die auf einem der beidengerichteten Beschleunigungssensoren 1,2 befestigt sind.Joche - 2. Ein handelsüblicher Faserkreisel besteht aus einer Lichtquelle, deren Lichtstrahl einer Lichtleitfaser zugeführt wird. Der Lichtstrahl wird geteilt und läuft in je einer Richtung durch die einen Wickel bildende Lichtleitfaser. Dann werden die Teilstrahlen wieder zusammengeführt, wobei die Teilstrahlen interferieren. Falls sich der Faserwickel rotativ verdreht, muss der eine Teilstrahl etwas mehr Weg zurücklegen als der andere, was eine Phasenverschiebung und somit eine Änderung der Interferenzstärke bewirkt.
- 3. Messung der Rahmendeformation mit Dehnmessstreifen DMS 10. Diese werden am
ersten Seitenschild 3 oder am zweiten Seitenschild 4 an der Stelle mit der grössten Biegedeformation befestigt. Diese verhält sich proportional zur Scherbewegung des Rahmens. - 4. Messung der Scherbewegung des Rahmens mittels eines
Lasers 11a, einesReflektorprismas 11b und einesphotoempfindlichen Zeilensensors 11c Eine Anordnung ohne Reflektorprisma ist möglich. Vorteile der Anordnung mit Reflektorprisma sind: Es ist keine genaue Ausrichtung notwendig, alle aktiven Komponenten sind auf einer Seite und es ergibt sich eine Verdoppelung der Messauflösung.
- 1. Two vertically (in the z-direction) aligned
9a and 9b (or 9c as an alternative to 9b) with a large center distance. From the difference of the sensor signals, the y-rotation ofacceleration sensors lower yoke 1 andupper yoke 2 is determined. Together with the signals of acceleration sensors ac1 or ac3 and ac5 or ac7, the shearing motion of the frame can be determined. Instead of the vertically oriented 9a, 9b, 9c, it is also possible to use a sensor which measures the rotation rate with sufficient accuracy, for example a fiber gyro or horizontally oriented acceleration sensors with sufficient center distance, which are fastened on one of the twoacceleration sensors 1, 2.yokes - 2. A commercially available fiber gyro consists of a light source whose light beam is fed to an optical fiber. The light beam is split and runs in one direction through the one winding forming optical fiber. Then the partial beams are brought together again, the partial beams interfere. If the filament winding rotates rotationally, one partial beam must travel a little more distance than the other, which causes a phase shift and thus a change in the interference intensity.
- 3. Measurement of the frame deformation with
strain gauges DMS 10. These are attached to thefirst side shield 3 or to the second side shield 4 at the point with the greatest bending deformation. This is proportional to the shearing motion of the frame. - 4. Measurement of the shearing motion of the frame by means of a
laser 11a, areflector prism 11b and aphotosensitive line sensor 11c An arrangement without a reflector prism is possible. Advantages of the arrangement with reflector prism are: No exact alignment is necessary, all active components are on one side and the measurement resolution doubles.
Zur Erzeugung einer Weginformation müssen die Signale der Beschleunigungssensoren zweimal integriert werden, was mit Drift bzw. Messfehlern verbunden ist. Zur Erzeugung einer Weginformation muss das Signal des Faserkreisels einmal integriert werden, was auch mit Drift bzw. Messfehlern verbunden ist. Die optische Messeinrichtung (Laser) ist ziemlich aufwendig. Zudem ist eine räumliche Anordnung ohne Störeinwirkungen schwierig. Mit modernen Dehnmesstreifen DMS können sehr kleine Dehnungen gemessen werden. Die Messung der Verscherung erfolgt direkt, ohne Hilfe von weiteren Sensoren. DMS Technik zur Messung der Verscherung ist erfolgversprechend anwendbar.To generate a path information, the signals of the acceleration sensors must be integrated twice, which is associated with drift or measurement errors. To generate a path information, the signal of the fiber gyro must be integrated once, which is also associated with drift or measurement errors. The optical measuring device (laser) is quite expensive. In addition, a spatial arrangement without interference is difficult. With modern strain gauges DMS very small strains can be measured. The Measurement of the Verscherung takes place directly, without the help of further sensors. DMS technique for measuring the displacement is promising.
Bei der Verscherung des Rahmens verschieben sich unteres Joch 1 und oberes Joch 2 parallel zueinander um einen Betrag x. Auf dem oberen Joch ist ein Laser 11a befestigt, der vorzugsweise Infrarotlicht erzeugt und einen scharf gebündelten Strahl 11d senkrecht nach unten abgibt. Auf dem unteren Joch 1 ist ein optisches Prisma 11b befestigt, welches den Lichtstrahl 11d parallel und seitlich versetzt nach oben reflektiert. Das Versetzungsmass ändert sich um den zweifachen Betrag x der Verscherung des Rahmens. Als Detektor ist auf dem oberen Joch 2 ein photoempfindlicher Zeilensensor oder eine Zeilenkamera 11c befestigt. Damit wird die horizontale Verschiebung des reflektierten Lichtstrahls 11d gemessen. Die Zeilenkamera 11c erzeugt ein Signal welches proportional zur Rahmenverscherung x ist und das in einem Regelsystem verwendet werden kann um die Rahmenverscherung zu reduzieren.When the frame is warped,
Zur Verbesserung der Schwingungsdämpfung sind weitere Messungen der Rahmendeformation in y-Richtung möglich. Im allgemeinen ist das nicht notwendig, weil der Rahmen in y-Richtung sehr steif ist, doch muss das nicht immer der Fall sein. Ausserdem erlauben die bestehenden Beschleunigungssensoren ac2, ac4, ac6 und ac8 bereits eine Messung der Verwindung des Rahmen um die Hochachse (z-Achse).To improve the vibration damping further measurements of the frame deformation in the y-direction are possible. In general, this is not necessary because the frame is very stiff in the y-direction, but this need not always be the case. In addition, the existing acceleration sensors ac2, ac4, ac6 and ac8 already allow a measurement of the distortion of the frame about the vertical axis (z-axis).
Zusätzlich können die Deformationen an den unteren Lagern 6 und/oder an den oberen Lagern 7 des Kabinenkörpers 5 gemessen werden. Die Messung kann in einer, zwei oder allen drei Achsen erfolgen. Dazu sind Abstands- oder Positionssensoren mit Magnetfeldmessung oder induktiven oder kapazitiven Messprinzipien geeignet.
Als Alternative zur Messung der Deformation an den Lagern 6, 7 des Kabinenkörpers 5 sind zusätzliche, am Kabinenkörper 5 angeordnete Beschleunigungssensoren möglich. Die Zahl der notwendigen Beschleunigungssensoren ist dabei gleich der Anzahl der zusätzlichen Freiheitsgrade die geregelt werden müssen.In addition, the deformations on the
As an alternative to measuring the deformation of the
Mit den Aktoren die auf die Führungselemente wirken, können nicht alle Strukturresonanzen, die am Kabinenkörper auftreten gedämpft werden, selbst wenn genügend gute Messungen vorhanden sind. Falls notwendig, können dazu weitere Aktoren eingesetzt werden. Gut geeignete Orte zur Anordnung der Aktoren sind die Lager 6, 7. Die Aktoren können parallel oder in Serie zu den elastischen, als Schwingungsisolation ausgebildeten Lagern 6, 7 angeordnet werden oder diese vollständig ersetzen, wobei diese Aktoren in einer, zwei oder in allen drei Achsen wirken können. Sehr gut für diesen Zweck geeignet sind die sogenannten aktiven Motorenlager wie sie bei Kraftfahrzeugen zur Lagerung des Motors eingesetzt werden.With the actuators acting on the guide elements, not all structural resonances that occur on the cabin body can be attenuated, even if sufficiently good measurements are available. If necessary, additional actuators can be used for this purpose. The
Beispielsweise offenbart die Patentschrift US 4 699 348 ein aktives Motorenlager, welches aus einer passiven Gummifeder und einem elektromagnetischem Aktor besteht. Der Aktor soll hauptsächlich die tiefrequenten Resonanzschwingungen dämpfen, während die weiche Gummifeder mit geringer Dämpfung als gute Schwingungsisolation im höherfrequenten Bereich wirkt.For example, US Pat. No. 4,699,348 discloses an active motor bearing which consists of a passive rubber spring and an electromagnetic actuator. The main purpose of the actuator is to dampen the low-frequency resonant vibrations, while the soft rubber spring with low damping acts as good vibration isolation in the higher-frequency range.
Das in Fig. 3 gezeigte Regelsystem zur Dämpfung der Scherbewegung des Rahmens besteht aus den Hauptkomponenten Regler und Regelstrecke, welche aus dem Aktor bzw. der Aktoren, dem Rahmen mit Kabinenkörper und dem Sensor bzw. der Beschleunigungssensoren zusammengesetzt ist.The control system for damping the shearing motion of the frame shown in FIG. 3 consists of the main components controller and controlled system, which is composed of the actuator or the actuators, the frame with cabin body and the sensor or the acceleration sensors.
Auf den Rahmen und den Kabinenkörper wirkende Störkräfte z, welche durch die Rahmenführung, den Fahrtwind und durch die Seile verursacht werden, bewirken unter anderem eine Verscherung x des Kabinenrahmens. Das Sensorsignal y verhält sich proportional zur Rahmenverscherung. Es wird in einer Summiereinheit vom Sollwert u, der im Normalfall 0 beträgt, subtrahiert. Daraus resultiert der Regelfehler e. Dieser wird im Regler verarbeitet und ein Stellsignal m erzeugt. Im einfachsten Fall handelt es sich um einen proportionalen Regler, es sind jedoch wesentlich komplexere Reglerfunktionen möglich. Der Aktor besteht beispielsweise aus vier, oben genannten aktiven Aktoren. Diese erzeugen Stellkräfte zwischen Führungsrollen bzw. Führungsschienen und Kabinenrahmen.On the frame and the cabin body acting disturbing forces z, which are caused by the frame guide, the airstream and by the ropes, among other things cause a Verscherung x of the cabin frame. The sensor signal y is proportional to the frame shift. It is subtracted in a summing unit from the setpoint u, which is normally 0. This results in the control error e. This is processed in the controller and generates a control signal m. In the simplest case, it is a proportional controller, but much more complex controller functions are possible. The actuator consists for example of four active actuators mentioned above. These generate actuating forces between guide rollers or guide rails and cab frames.
Der Regler ist so ausgelegt, dass die grösste Verstärkung bei der ersten Eigenfrequenz, beispielsweise 10 Hz, des Rahmens mit dem Kabinenkörper liegt. Der Regler hat eine Bandpasscharakteristik, bei der die Verstärkung bei sehr tiefen und hohen Frequenzen gegen Null geht, damit keine statischen Kräfte aufgebaut werden können, die den Rahmen und den Kabinenkörper zum Rotieren bringen könnten.The controller is designed so that the greatest gain is at the first natural frequency, for example 10 Hz, of the frame with the cab body. The controller has a bandpass characteristic, where the gain approaches zero at very low and high frequencies, so that no static forces can build up that could cause the frame and cab body to rotate.
Gemäss Fig. 4 werden die aktiven Aktoren vom Stellsignal m so angesteuert, dass Stellkräfte F1,F3,F5,F7 entstehen, welche der Rahmenverscherung entgegenwirken. Das Stellsignal m wird zuerst an einen je aktiver Aktor A1,A3,A5,A7 vorgesehenen Stromverstärker V1,V3,V5,V7 weitergeleitet, welcher dann wiederum den aktiven Aktor A1,A3,A5,A7 speist. Die einzelnen Stromfunktionen I(m) müssen gemäss dem in Fig. 4 gezeigten Signalflussschema gewählt werden, wobei der Strom I1, I3, I5, I7 im aktiven Aktor A1,A3,A5,A7 die normalerweise zum Strom proportionale Stellkraft F1,F3,F5,F7 erzeugt.According to FIG. 4, the active actuators are actuated by the actuating signal m in such a way that actuating forces F1, F3, F5, F7 arise, which counteract the frame displacement. The control signal m is first forwarded to a respective active actuator A1, A3, A5, A7 provided current amplifier V1, V3, V5, V7, which in turn feeds the active actuator A1, A3, A5, A7. The individual current functions I (m) must be selected in accordance with the signal flow scheme shown in FIG. 4, wherein the current I1, I3, I5, I7 in the active actuator A1, A3, A5, A7 the normally proportional to the current force F1, F3, F5 , F7 generated.
Claims (6)
- Device for attenuating vibrations of a frame (1,2,3,4) that carries a car body (5) and is guided by means of guide elements on guiderails, with:acceleration sensors (ac1 to ac8) that can be fastened to the frame (1,2,3,4) and measure, and emit as signals, vibrations that occur perpendicular to the direction of travel;at least one actuator to be arranged between the frame (1,2,3,4) and the guide elements;the signals of the acceleration sensors (ac1 to ac8) being used for regulation of the actuator which acts simultaneous with the occurrence of the vibrations andin the opposite direction to the vibrations,characterized in thatat least one additional sensor (9a, 9b, 9c, 10, 11a, 11b, 11c) can be mounted on the frame for the purpose of measuring the elastic deformation of the frame (1,2,3,4) and emits this as sensor signal, and that depending on the sensor signal or depending on the sensor signal and the signals of the acceleration sensors a control device regulates a shear movement of the frame by means of an actuating signal (m) to the actuator.
- Device according to Claim 1,
characterized in that
the additional sensor consists of acceleration sensors (9a, 9b, 9c). - Device according to Claim 1,
characterized in that
the additional sensor consists of wire resistance strain gages. - Device according to Claim 1,
characterized in that
the additional sensor is a fiber optic gyro. - Device according to Claim 1,
characterized in that
the additional sensor is a laser arrangement with a laser (11a), a prism (11b) that reflects a laser beam, and a line sensor (11c). - Device according to one of the foregoing claims,
characterized in that
by means of the control unit the actuating signal (m) can be generated and that for each actuator (A1, A3, A5, A7), a current amplifier (V1, V3, V5, V7) is provided which feeds the actuator (A1, A3, A5, A7) depending on a current function I(m), the current (I1, 13, 15, 17) generating an actuating force (F1, F3, F5, F7) in the actuator (A1, A3, A5, A7).
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