JP6272136B2 - エレベータロープの揺れを低減する方法およびエレベータシステム - Google Patents
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Description
図2は、エレベータシステムのモデル200の一例を示す。モデル200は、エレベータシステム100のパラメータに基づく。エレベータシステムのモデルに従って、種々の方法を用いてエレベータシステムの動作をシミュレートすることができ、例えば、エレベータシステムを動作させることによって引き起こされるエレベータロープの実際の揺れ220をシミュレートすることができる。他のエレベータシステムのモデルを同様に導出することができる。
本発明のいくつかの実施の形態は、エレベータかごの垂直移動がロープに余分な張力を誘発するという認識に基づいている。この張力は、ロープの揺れを制御するのに用いることができる。この制御は、例えば、揺れの最大振幅が閾値未満となるまでの周期的なフィードバック制御とすることができる。
いくつかの実施の形態は、ロープの張力およびリアプノフ理論を用いて、エレベータシステムを安定させ、ひいては、揺れを安定させる。いくつかの実施の形態によれば、リアプノフ理論およびロープ張力作動を発生させるエレベータかごの位置を組み合わせることによって、切替コントローラが、切替条件、例えば、実際の揺れ振幅および揺れ速度に基づいて、制御張力のオンおよびオフの切替を最適化する。リアプノフ理論に基づいて、切替条件、およびかけられる正の張力の振幅が得られる。
制御項U=EA(car_x−x_u)/lを制御する制御則は、リアプノフ関数の導関数が負の定値であるような、ラグランジュ変数によって表される揺れの振幅および速度の関数
張力制御項EA(car_x−x_u)/lが制御
Claims (22)
- エレベータシステムの主綱車を用いて該エレベータシステム内においてエレベータかごを支持するエレベータロープの揺れを低減する方法であって、
前記主綱車の動きを用いて、前記エレベータロープの第1の点と第2の点との間の張力の制御則に従って前記エレベータロープの張力を制御するステップを含み、
前記第1の点は、前記エレベータロープとエレベータ綱車との接点に関連付けられ、
前記第2の点は、前記エレベータロープと前記エレベータかごまたは前記エレベータかごのつり合おもりとの接点に関連付けられ、
前記制御則は、初期位置からの前記エレベータかごの位置および前記エレベータかごの速度の組み合わせの関数を含み、
該方法の前記ステップは、プロセッサによって実行される
エレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記エレベータ綱車は、前記主綱車であり、
前記エレベータロープは、前記エレベータかごまたは前記つり合おもりと前記主綱車とを接続するメインエレベータロープであり、
前記第1の点は、前記メインエレベータロープと前記主綱車との接触点であり、
前記第2の点は、前記メインエレベータロープと前記エレベータかごまたは前記つり合おもりとの接触点であり、
前記組み合わせの関数は、前記エレベータかごの位置および前記エレベータかごの速度の線形結合である
エレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項2に記載の方法であって、
前記制御則によって制御される前記エレベータシステムの動態に沿ったリアプノフ関数の導関数が負定値となる条件を満たす前記制御則を求めるステップ
をさらに含むエレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記エレベータ綱車は、つり合綱車であり、
前記エレベータロープは、前記エレベータかごまたは前記つり合おもりと前記つり合綱車とを接続するつり合ロープであり、
前記第1の点は、前記つり合ロープと前記つり合綱車との接触点であり、
前記第2の点は、前記つり合ロープと前記エレベータかごまたは前記つり合おもりとの接触点である
エレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記エレベータ綱車は、調速機綱車であり、
前記エレベータロープは、前記エレベータかごまたは前記つり合おもりと前記調速機綱車とを接続する調速機ロープであり、
前記第1の点は、前記調速機ロープと前記調速機綱車との接触点であり、
前記第2の点は、前記調速機ロープと前記エレベータかごまたは前記つり合おもりとの接触点である
エレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記エレベータロープの前記揺れの状態および前記エレベータかごの状態を求めるステップと、
前記揺れの状態の関数および前記エレベータかごの状態の関数の組み合わせである前記制御則に従って、前記エレベータかごの移動を制御するステップと、
前記揺れの最大振幅が閾値未満となるまで、前記求めるステップおよび前記制御するステップを周期的に繰り返すステップと
をさらに含むエレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
前記揺れの状態の関数は、前記揺れを低減する前記エレベータかごの移動を求め、前記エレベータかごの状態の関数は、初期位置を中心として、前記エレベータかごを安定させる前記エレベータかごの移動を求める
エレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
前記エレベータかごの状態の関数は、前記初期位置からの前記エレベータかごの状態の変化に比例する
エレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
前記揺れの状態の関数は、前記揺れを低減する前記エレベータかごの移動を求め、
前記エレベータかごの状態の関数は、前記エレベータかごに対する前記揺れの影響を最小にする前記エレベータかごの移動を求める
エレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
前記揺れの状態の関数の周波数が揺れの周波数に比例するような前記揺れの状態の関数を求めるステップと、
前記エレベータかごの状態の関数の周波数が前記揺れの状態の関数の前記周波数とは異なるような前記エレベータかごの状態の関数を求めるステップと
をさらに含むエレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項3に記載の方法であって、
前記エレベータロープの張力Tを、
T=K_rope(car_x−x_u)
に従って前記エレベータかごの移動の関数として表すステップであって、式中、K_ropeは、前記エレベータロープの剛性であり、car_xは、前記エレベータかごの位置であり、x_uは、前記エレベータロープと前記主綱車との間の接触点の位置である、表すステップと、
前記エレベータシステムのモデルに基づいて、前記揺れの振幅が変数qによって表され、前記揺れの速度が該変数の導関数
前記リアプノフ関数の前記導関数が負の定値であるような制御項
U=K_rope(car_x−x_u)
を制御するための前記変数によって表される前記揺れの前記振幅および前記速度の関数として、前記揺れの状態の関数
前記制御則W(x)が、下式
F(car_states)
を用いて前記関数
をさらに含むエレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
前記エレベータロープの剛性は、
K_rope=E・A/l
であり、式中、Eは、前記エレベータロープのヤング率であり、Aは、前記エレベータロープの断面積であり、lは、前記エレベータロープの長さである
エレベータロープの揺れを低減する方法。 - 請求項2に記載の方法であって、
前記第1の点の位置x_uを、
をさらに含み、
式中、EAは、前記エレベータロープの材料のヤング率Eに前記エレベータロープの断面積Aを乗算したものを表し、car_xは、エレベータ昇降路内の軸xに沿った前記エレベータかごの位置であり、
エレベータロープの揺れを低減する方法。 - エレベータかごと、前記エレベータかごをつり下げるエレベータロープと、前記エレベータロープを巻き掛けて前記エレベータかごの移動を行う綱車とを含むエレベータシステムであって、
前記エレベータロープの揺れ振幅および速度を含む揺れの状態を求める揺れユニットと、
前記エレベータかごの振幅および速度を含む前記エレベータかごの状態を求めるシステムユニットと、
前記エレベータロープの揺れの状態および前記エレベータかごの状態に基づいて初期位置からの前記エレベータかごの位置および前記エレベータかごの速度の組み合わせの関数を含む制御側を用いて前記綱車を制御して、前記エレベータかごの移動を用いて前記エレベータロープの揺れを低減させる制御ユニットと
を備えるエレベータシステム。 - 請求項21に記載のエレベータシステムであって、
前記制御ユニットは、前記綱車を制御して、
ここで、式中、EAは、前記エレベータロープの材料のヤング率Eに前記エレベータロープの断面積Aを乗算したものを表し、l(0)は、初期ロープ長であり、x_u(0)は、前記エレベータロープと前記綱車との間の接触点の初期位置であり、car_xは、エレベータ昇降路内の軸xに沿った前記エレベータかごの位置であり、
エレベータシステム。
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