JP5298506B2 - エレベータの制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、エレベータの制御装置に関するものである。
従来のエレベータの制御装置は、下記特許文献に記載のように、制御対象であるエレベータに設けられたモータに対する速度指令を入力する速度指令入力手段と、制御対象に対して想定されるモデル速度及びモデルトルクを、モデル速度が速度指令に追従するように演算して求めるモデル演算部と、モータの回転速度である実速度を検出する速度検出器と、モデル速度と実速度との差に基づいて、誤差補償トルクを演算する補償演算部と、モデルトルクと誤差補償トルクとからトルク指令を算出するトルク指令算出部と、モータの発生トルクがトルク指令に一致するように制御してモータを駆動させるトルク制御器と、トルク指令に基づいて、制御対象のイナーシャを算出するイナーシャ算出器とを備え、算出されたイナーシャの値を用いて、モデル演算部及び補償演算部が演算に用いるパラメータを修正して演算を行うものが知られている。
さらに、制御対象のイナーシャは、エレベータのかご内が無負荷の場合、上昇加速時及ぴ下降加速時、上昇一定速中間点、下降一定速中間点のトルク指令値及びかご内にカウンターと釣合う負荷を載せた状態の一定速開始点、一定速終了点のトルク指令値から算出し、かご内にカウンターと釣合う負荷を載せた場合、上昇加速時及び下降加速時、上昇一定速中間点、下降一定速中間点、一定速開始点、一定速終了点のトルク指令値から算出し、かご内にカウンターの２倍の負荷を載せた場合、上昇加速時及ぴ下降加速時、上昇一定速中間点、下降一定速中間点のトルク指令値及びかご内にカウンターと釣合う負荷を載せた状態の一定速開始点、一定速終了点のトルク指令値から算出する。
かかるエレベータの制御装置によれば、算出されたイナーシャの値をモデル演算部及び補償演算部の演算に反映することにより、速度指令の入力に対してトルク指令はモデルトルクと一致し、また、実速度はモデル速度に完全に一致する。
しかしながら、上記エレベータの制御装置は、エレベータのかご内が無負荷、かご内にカウンターと釣合う負荷、かご内にカウンターの２倍の負荷を載せた場合、上昇加速時及ぴ下降加速時、上昇一定速中間点、下降一定速中間点等のトルク指令値から算出しなければならず、イナーシャの同定が煩雑で時間を要するという課題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、エレベータのかごの一回の走行によりモデル演算部にイナーシャ同定が簡易にできるエレベータの制御装置を提供することを目的とする。
第１の発明に係るエレベータの制御装置は、制御対象であるエレベータに設けられたモータに対する速度指令値が入力されるエレベータの制御装置において、前記制御対象に対して想定されるモデル速度指令値及びモデルトルク指令値を、前記モデル速度指令値が前記速度指令値に追従するように演算して求めるモデル演算部と、前記モータの回転速度である実速度となる速度検出値を検出する速度検出器と、前記モデル速度指令値と前記速度検出値との差に基づいてトルク指令値を算出するトルク指令算出部と、前記モータの発生トルクが前記トルク指令値に一致するように制御して前記モータを駆動させるトルク制御器と、入力された前記トルク指令値から、かごが走行している際に一定とみなせる負荷トルク、ロストルクを除去して加速トルク指令値を抽出するフィルター手段と、かごの一回の走行により得られた前記加速トルク指令値及び前記速度検出値に基づいて前記エレベータの第１イナーシャ値を算出するイナーシャ算出器とを備え、前記第１イナーシャ値を用いて、前記モデル演算部が演算に用いるパラメータを修正して前記演算を行うことを特徴とするものである。
第２の発明に係るエレベータの制御装置は、エレベータのかご内の負荷を検出して不平衡負荷トルクを求める負荷トルク算出手段と、前記不平衡負荷トルク及び第１イナーシャ値とに基づいて第２イナーシャ値を求めるイナーシャ同定器とを備え、前記第１イナーシャの代わりに、前記２イナーシャ値を用いて、モデル演算部が演算に用いるパラメータを修正して前記演算を行う、ことが好ましい。
これにより、かご内の負荷を検出して不平衡負荷トルクをも考慮して第２イナーシャ値をモデル演算部に設定にできるので、制御性能が向上する。
これにより、かご内の負荷を検出して不平衡負荷トルクをも考慮して第２イナーシャ値をモデル演算部に設定にできるので、制御性能が向上する。
第３の発明に係るエレベータの制御装置は、フィルター部は、高周波フィルターと低周波フィルターとが直列接続されていることが好ましい。これにより、簡易に加速トルク指令値を求めることができる。
本発明によれば、加速トルク指令値及び速度検出値に基づいてエレベータの第１イナーシャ値を算出したので、エレベータのかごの一回の走行により加速トルク指令値及び速度検出値が得られ、モデル演算部にイナーシャ同定が簡易にできる。
実施の形態１．
本発明の一実施の形態を図１から図３によって説明する。図１は本発明の一実施の形態を示すエレベータの全体図、図２は図１に示す速度制御器の内部構成図、図３は図１に示すイナーシャ算出部の内部構成図である。
図１において、エレベータは、速度制御器３が速度指令値を入力すると共に、トルク指令値を発生してトルク制御器５を介してモータ７を駆動制御している。モータ７はシーブ９を回転駆動するように形成しており、シーブ９の溝には、ロープ１１が掛けられており、ロープ１１の一端には、かご１５が固定されると共に、他端には、釣合い錘１３が固定されている。
本発明の一実施の形態を図１から図３によって説明する。図１は本発明の一実施の形態を示すエレベータの全体図、図２は図１に示す速度制御器の内部構成図、図３は図１に示すイナーシャ算出部の内部構成図である。
図１において、エレベータは、速度制御器３が速度指令値を入力すると共に、トルク指令値を発生してトルク制御器５を介してモータ７を駆動制御している。モータ７はシーブ９を回転駆動するように形成しており、シーブ９の溝には、ロープ１１が掛けられており、ロープ１１の一端には、かご１５が固定されると共に、他端には、釣合い錘１３が固定されている。
また、検出部は、モータ７の回転位置を検出して速度検出値を発生する速度検出器２０と、かご１５に乗客が乗ることにより生じる荷重を検出して荷重検出値を発生する荷重検出器１７とを備えており、速度検出器２０は、位置検出値を発生するエンコーダ８と、位置検出値を入力して速度制御器３に速度検出値を入力する微分器１９とを有している。
図２において、速度制御器３は、モデル速度指令値及びモデルトルク指令値を、モデル速度指令値が速度指令値に追従するように演算して求めるモデル演算部３０と、モデル速度指令値と速度指令値との偏差を入力してトルク指令値を発生するトルク指令算出部４０と、モデル演算部３０のイナーシャを設定するイナーシャ設定部５０とを備えている。
モデル演算部３０は、速度指令値とモデル速度指令値とを減算して第１速度偏差値を求める第１減算器３１と、速度偏差値を入力してモデルトルク指令値を求める制御部３３と、モデルトルク指令値を入力してモデル加速度指令値を求めると共に伝達関数として１/Ｊを有するイナーシャ部３５と、モデル加速度指令値を入力してモデル速度指令値を求める積分器３７とを備えている。
モデル演算部３０は、速度指令値とモデル速度指令値とを減算して第１速度偏差値を求める第１減算器３１と、速度偏差値を入力してモデルトルク指令値を求める制御部３３と、モデルトルク指令値を入力してモデル加速度指令値を求めると共に伝達関数として１/Ｊを有するイナーシャ部３５と、モデル加速度指令値を入力してモデル速度指令値を求める積分器３７とを備えている。
トルク指令算出部４０は、モデル速度指令値と速度検出値とを減算して第２速度偏差値を求める第２減算器４１と、第２速度偏差値を入力して誤差補償トルク指令値を求めるＰＩＤ部４３と、誤差補償トルク指令値とモデルトルク指令値とを加算して予備トルク指令値を求める第１加算器４５と、荷重検出値からかご１５及び乗客と錘１３との不平衡重量値を補償するための不平衡トルク値を求める不平衡補償器４７と、予備トルク指令値と不平衡トルク値とを加算してトルク指令値を求める第２加算器４９とを備えている。
イナーシャ設定部５０は、速度検出値とトルク指令値とを入力してイナーシャ算出値を求めるイナーシャ算出器６０と、イナーシャ算出値と負荷トルク値によりイナーシャ同定値を求めて、イナーシャ部３５にイナーシャ同定値を設定するイナーシャ同定器７０とを備えている。
図３において、イナーシャ算出器６０は、速度検出値を入力して加速度検出値を求める加速度算出器６１と、トルク指令値を入力して加速トルク指令値を得るフィルター部６２と、加速トルク指令値と加速度検出値との比からイナーシャ算出値を求める算出器６７とを備えており、フィルター部６２には、高周波フィルター６４と低周波フィルター６６とが直列接続されている、
ここで、算出器６７が加速トルク指令値と加速度検出値との比からイナーシャ算出値を求めることができる理由を以下に説明する。まず、エレベータの運動方程式は下記である。
Ｊ(ｄω/ｄｔ)＝Ｔａ＋ＴL＋Ｔｈ ・・・・(1)
ここに、Ｊ：イナーシャ、ω：モータ回転角速度、Ｔａ：加速トルク
ＴL：負荷トルク、Ｔh：ロストルク
かご１５が走行している際に、負荷トルクＴL、ロストルクＴhを一定とみなせるので、フィルター部６２により一定のトルクを除去して加速トルクＴａのみ抽出すると、上記(1)式は下記となる。
Ｊ(ｄω/ｄｔ)＝Ｔａ ・・・・(2)
また、モータ回転角速度ωとかご１５の加速度αとの関係は下式となる。
ｄω/ｄｔ＝α・ＫL／(Ｄ/2) ・・・・(3)
ここに、Ｄ：巻上機のシーブ径、 ＫL：ローピング比
上記(２)式及び(３)式からイナーシャＪは、下記となる。
Ｊ ＝Ｔａ／(ｄω/ｄｔ)＝Ｋ1・Ｔａ／α ・・・・(4)
ここに、Ｋ１：Ｄ／(２ＫL)
上記(4)式から算出器６７が加速トルク指令値と加速度検出値との比からイナーシャ算出値、つまりイナーシャJを求めることができる。
Ｊ(ｄω/ｄｔ)＝Ｔａ＋ＴL＋Ｔｈ ・・・・(1)
ここに、Ｊ：イナーシャ、ω：モータ回転角速度、Ｔａ：加速トルク
ＴL：負荷トルク、Ｔh：ロストルク
かご１５が走行している際に、負荷トルクＴL、ロストルクＴhを一定とみなせるので、フィルター部６２により一定のトルクを除去して加速トルクＴａのみ抽出すると、上記(1)式は下記となる。
Ｊ(ｄω/ｄｔ)＝Ｔａ ・・・・(2)
また、モータ回転角速度ωとかご１５の加速度αとの関係は下式となる。
ｄω/ｄｔ＝α・ＫL／(Ｄ/2) ・・・・(3)
ここに、Ｄ：巻上機のシーブ径、 ＫL：ローピング比
上記(２)式及び(３)式からイナーシャＪは、下記となる。
Ｊ ＝Ｔａ／(ｄω/ｄｔ)＝Ｋ1・Ｔａ／α ・・・・(4)
ここに、Ｋ１：Ｄ／(２ＫL)
上記(4)式から算出器６７が加速トルク指令値と加速度検出値との比からイナーシャ算出値、つまりイナーシャJを求めることができる。
上記のように構成されたエレベータの制御装置の動作を図１から図３を参照して説明する。いま、イナーシャ部３５のイナーシャを設定(同定)のために、かご１５を１階から２階に走行すると、図１に示すように、速度指令値を速度制御器３に入力し、速度制御器３がトルク指令値をトルク制御器５を介してモータ７に与え、モータ７を駆動してかご１５を上昇する。速度検出器２０がエンコーダ８によりモータ７の位置検出値を検出して微分器２０を介して速度検出値を求め、速度検出値を速度制御器３に入力する。一方、荷重検出器１７は、かご１５内の荷重検出値として検出して速度制御器３に入力する。
次に、速度制御器３の動作を図２を参照して説明する。モデル演算部３０の第１減算器３１が速度指令値とモデル速度指令値とを減算して第１速度偏差値を求め、トルク制御部３３が速度偏差値を入力してモデルトルク指令値を求め、イナーシャ部３５がモデルトルク指令値を入力してモデル加速度指令値を求め、積分器３７がモデル加速度指令値を入力してモデル速度指令値を求め、第２減算器４１がモデル速度指令値と速度検出値とを減算して第２速度偏差値を求める。
ＰＩＤ部４３が第２速度偏差値を入力して誤差補償トルク指令値を求め、第１加算器４５が誤差補償トルク指令値とモデルトルク指令値とを加算して予備トルク指令値を求め、不平衡補償器４７が荷重検出値からかご１５及び乗員と錘１３との不平衡重量値を補償するための不平衡トルク値を求め、第２加算器４９が予備トルク指令値と不平衡トルク値とを加算してトルク指令値を求める。
一方、イナーシャ設定部５０は、イナーシャ算出器６０が速度検出値とトルク指令値とを入力してイナーシャ算出値を求め、イナーシャ同定器７０がイナーシャ算出値と負荷トルク値によりイナーシャ同定値を求めて、イナーシャ部３５にイナーシャを設定する。
また、図３に示すように、イナーシャ算出器６０は、加速度算出器６１が速度検出値を入力して加速度検出値を求め、フィルター部６２がトルク指令値を入力して加速トルク指令値を得て算出器６７が加速トルク指令値と加速度検出値との比からイナーシャ算出値を求める。
上記実施形態のエレベータの制御装置は、制御対象であるエレベータに設けられたモータ７に対する速度指令値が入力されるエレベータの制御装置において、制御対象に対して想定されるモデル速度指令値及びモデルトルク指令値を、モデル速度指令値が速度指令値に追従するように演算して求めるモデル演算部３０と、モータ７の回転速度である実速度となる速度検出値を検出するエンコーダ８と、モデル速度指令値と速度検出値との差に基づいてトルク指令値を算出するトルク指令算出部４０と、モータ７の発生トルクがトルク指令値に一致するように制御してモータ７を駆動させるトルク制御器５と、トルク指令値の直流分を遮断した加速トルク指令値を出力するフィルター部６２と、加速トルク指令値及び速度検出値に基づいてエレベータの第１イナーシャ値を算出するイナーシャ算出器６０とを備え、第１イナーシャ値を用いて、モデル演算部３０が演算に用いるパラメータを修正して演算を行うものである。
これにより、加速トルク指令値及び速度検出値に基づいてエレベータの第１イナーシャ値を算出したので、エレベータのかごの一回の走行により加速トルク指令値及び速度検出値が得られ、モデル演算部３０にイナーシャ同定が簡易にできる。
これにより、加速トルク指令値及び速度検出値に基づいてエレベータの第１イナーシャ値を算出したので、エレベータのかごの一回の走行により加速トルク指令値及び速度検出値が得られ、モデル演算部３０にイナーシャ同定が簡易にできる。
上記実施形態のエレベータの制御装置は、エレベータのかご１５内の負荷を検出して不平衡負荷トルクを求める不平衡補償器４７と、不平衡負荷トルク及び第１イナーシャ値とに基づいて第２イナーシャ値を求めるイナーシャ同定器７０とを備え、第２イナーシャ値を用いて、モデル演算部３０が演算に用いるパラメータを修正して演算を行うにしても良い。これにより、かご１５内の負荷を検出して不平衡負荷トルクをも考慮してイナーシャ値をモデル演算部３０に設定にできるので、制御性能が向上する。
上記実施形態のエレベータの制御装置におけるフィルター手段は、高周波フィルター６４と低周波フィルター６６とが直列接続されている、ことが好ましい。これにより、簡易に加速トルク指令を求めることができる。
本発明は、エレベータの制御装置に適用できる。
５ トルク制御器、７ モータ、２０速度検出器２０、３０ モデル演算部３０、４０ トルク指令算出部、６０ イナーシャ算出器、６２ フィルター部。
Claims (3)
- 制御対象であるエレベータに設けられたモータに対する速度指令値が入力されるエレベータの制御装置において、
前記制御対象に対して想定されるモデル速度指令値及びモデルトルク指令値を、前記モデル速度指令値が前記速度指令値に追従するように演算して求めるモデル演算部と、
前記モータの回転速度である実速度となる速度検出値を検出する速度検出器と、
前記モデル速度指令値と前記速度検出値との差に基づいてトルク指令値を算出するトルク指令算出部と、
前記モータの発生トルクが前記トルク指令値に一致するように制御して前記モータを駆動させるトルク制御器と、
入力された前記トルク指令値から、かごが走行している際に一定とみなせる負荷トルク、ロストルクを除去して加速トルク指令値を抽出するフィルター手段と、
かごの一回の走行により得られた前記加速トルク指令値及び前記速度検出値に基づいて前記エレベータの第１イナーシャ値を算出するイナーシャ算出器とを備え、
前記第１イナーシャ値を用いて、前記モデル演算部が演算に用いるパラメータを修正して前記演算を行うことを特徴とするエレベータの制御装置。 - 前記エレベータのかご内の負荷を検出して不平衡負荷トルクを求める負荷トルク算出手段と、
前記不平衡負荷トルク及び前記第１イナーシャ値とに基づいて第２イナーシャ値を求めるイナーシャ同定器とを備え、
前記第１イナーシャの代わりに、
前記２イナーシャ値を用いて、前記モデル演算部が演算に用いるパラメータを修正して前記演算を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータの制御装置。 - 前記フィルター手段は、高周波フィルターと低周波フィルターとが直列接続されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエレベータの制御装置。
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| JP2007060767A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Yaskawa Electric Corp | 機械定数同定装置を備えたモータ制御装置 |
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