JP6984738B2 - Motor control device and elevator control device - Google Patents
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Description
本発明は、電動機の制御装置、特に、機械システムを駆動する電動機に取り付けられた角度検出器を用いて電動機の速度制御系を実現する、電動機の制御装置に関する。また、この電動機の制御装置を備えたエレベータの制御装置に関する。なお、電動機の速度制御系はデジタル制御によって構成されることを前提にしている。 The present invention relates to a motor control device, particularly a motor control device that realizes a motor speed control system using an angle detector attached to a motor that drives a mechanical system. Further, the present invention relates to an elevator control device provided with a control device for this motor. It is assumed that the speed control system of the motor is configured by digital control.
通常、電動機の速度制御では、角度検出器が検出する電動機の回転角を用いて電動機の回転速度を演算し、この演算した回転速度に基づいて速度制御を行う。ここでは、この角度検出器として、電動機の回転角に対応したパルス信号を出力するものを想定している。この代表的なものに、エンコーダがある。この場合、角度検出器からの出力信号は、電動機の回転速度が高速になればなるほど、より時間間隔の短いパルス信号になり、反対に電動機の回転速度が低速になればなるほど、より時間間隔の長いパルス信号になる特徴を持つ。角度検出器の出力であるパルス信号の時間間隔が長くなると、速度制御を実現する演算周期（制御周期、サンプリング時間）に対し角度検出器の出力に変化が少ないことから十分な角度情報が得られなくなってしまうと共に、回転速度（速度検出値）の検出遅れが長くなってしまう。そして、電動機の回転速度が比較的に低速で、さらに角度検出器の分解能が比較的に低い場合には、この速度検出値の検出遅れは非常に長くなってしまう。その結果、電動機の速度制御において、このような速度検出値を用いると、速度制御の安定性が損なわれてしまうという問題が発生することはよく知られていた。 Normally, in the speed control of a motor, the rotation speed of the motor is calculated using the rotation angle of the motor detected by the angle detector, and the speed is controlled based on the calculated rotation speed. Here, it is assumed that this angle detector outputs a pulse signal corresponding to the rotation angle of the electric motor. An encoder is a typical example of this. In this case, the output signal from the angle detector becomes a pulse signal with a shorter time interval as the rotation speed of the electric motor becomes faster, and conversely, as the rotation speed of the electric motor becomes slower, the time interval becomes longer. It has the characteristic of becoming a long pulse signal. When the time interval of the pulse signal, which is the output of the angle detector, becomes long, sufficient angle information can be obtained because the output of the angle detector does not change much with respect to the calculation cycle (control cycle, sampling time) that realizes speed control. At the same time, the detection delay of the rotation speed (speed detection value) becomes long. When the rotation speed of the motor is relatively low and the resolution of the angle detector is relatively low, the detection delay of this speed detection value becomes very long. As a result, it is well known that when such a speed detection value is used in the speed control of a motor, there arises a problem that the stability of the speed control is impaired.
ここで、従来の電動機の制御装置としては、例えば、特許文献１に示される装置があった。
Here, as a conventional control device for an electric motor, for example, there is a device shown in
しかしながら、特許文献１に示される従来の電動機の制御装置では、分解能が比較的に低い角度検出器を用いて検出した速度検出値を基に演算した平均的な加速度とさらに発生トルクの計測値を基に演算した平均的なトルクとを用いて速度推定を行っているため、速度検出値における検出遅れ（時間遅れ）の影響が速度推定値に現れることは回避できない。このため、この速度推定値を用いて速度制御を行うことを原因として、電動機の回転速度が比較的に低速の場合には、やはり、速度制御が、時間遅れの影響を受けて不安定になってしまう懸念がある。
However, in the conventional electric motor control device shown in
本発明は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、機械システムを駆動する巻上機を構成する電動機に取付けられた角度検出器を用いて電動機の速度制御系を実現するものであって、たとえ角度検出器の分解能が比較的に低く、かつ、電動機の回転速度が比較的に低速であっても、速度検出値における検出遅れの影響を抑制した速度推定を行うことができると共に、この速度推定値を用いて、より安定した速度制御を実現できる電動機の制御装置を提供することである。また、この電動機の制御装置を備えたエレベータの制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve such a problem. The purpose is to realize the speed control system of the motor by using the angle detector attached to the motor that constitutes the hoist that drives the mechanical system, even if the resolution of the angle detector is relatively low. Moreover, even if the rotation speed of the motor is relatively low, it is possible to perform speed estimation that suppresses the influence of detection delay on the speed detection value, and more stable speed control using this speed estimation value. It is to provide the control device of the electric motor which can realize. It is also an object of the present invention to provide an elevator control device provided with a control device for this electric motor.
本発明に係る電動機の制御装置は、機械システムを駆動する電動機の回転角に対応したパルス信号を出力する角度検出器を有し、前記電動機の速度指令値に従って前記電動機のトルク指令値を生成して前記電動機の速度制御を行う電動機の制御装置において、
前記トルク指令値と前記電動機に作用する負荷トルクの推定値との合計値で定義された前記電動機に関するトルク情報から前記電動機の運動方程式に基づいて算出された前記電動機の回転加速度を用いて、前記電動機の回転速度および前記回転角をそれぞれ速度推定値および角度推定値として算出する推定部と、
前記推定部が算出した前記速度推定値を用いて前記速度指令値に従うように前記トルク指令値を出力する速度制御器と、
を備え、
前記推定部は、
前記パルス信号のパルス変化後の、設定された期間では、
前記回転加速度と前記パルス信号が換算されて得られた前記回転角とを用いて、オブザーバに基づいて前記速度推定値および前記角度推定値を算出し、
前記設定された期間以外では、
前記回転加速度を用いて、前記オブザーバではなくて前記電動機の前記運動方程式に基づいて前記速度推定値および前記角度推定値を算出する、
ことを特徴とするものである。
The motor control device according to the present invention has an angle detector that outputs a pulse signal corresponding to the rotation angle of the motor that drives the mechanical system, and generates a torque command value of the motor according to the speed command value of the motor. In the motor control device that controls the speed of the motor.
The rotational acceleration of the motor calculated based on the equation of motion of the motor from the torque information about the motor defined by the total value of the torque command value and the estimated value of the load torque acting on the motor is used. An estimation unit that calculates the rotation speed of the motor and the rotation angle as a speed estimation value and an angle estimation value, respectively.
A speed controller that outputs the torque command value so as to follow the speed command value using the speed estimate value calculated by the estimation unit, and
Equipped with
The estimation unit
In the set period after the pulse change of the pulse signal,
Using the rotational acceleration and the angle of rotation obtained by converting the pulse signal , the velocity estimated value and the angle estimated value are calculated based on the observer.
Other than the set period described above
Using the rotation acceleration, calculates the speed estimated value and the angle estimate based on the equation of motion of the electric motor rather than the observer,
It is characterized by that.
本発明に係る電動機の制御装置によれば、たとえ角度検出器の分解能が比較的に低く、かつ、電動機の回転速度が比較的に低速であるような場合であっても、速度検出値における検出遅れの影響を抑制した速度推定を行うことができ、この速度推定値を用いて、より安定した速度制御を実現できるという効果を奏する。 According to the motor control device according to the present invention, even if the resolution of the angle detector is relatively low and the rotation speed of the motor is relatively low, the detection in the speed detection value is performed. It is possible to perform speed estimation in which the influence of delay is suppressed, and it is possible to realize more stable speed control by using this speed estimation value.
以下では、本発明に係る電動機の制御装置において電動機が駆動する対象である機械システムとしてエレベータ機械システムに適用した場合の、本発明に係るエレベータの制御装置について、各実施の形態にしたがって添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施の形態および各図において、同一または相当する部分には原則、同一の符号を付けて、重複する説明は適宜に簡略化または省略する。なお、本発明は、以下の実施の形態１ないし５のいずれかに限定されることなく、本発明における技術思想を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
In the following, the drawings of the elevator control device according to the present invention, which are applied to the elevator machine system as the mechanical system to which the motor is driven in the control device of the motor according to the present invention, are attached according to the respective embodiments. Will be explained with reference to. In principle, the same or corresponding parts of each embodiment and each figure are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be appropriately simplified or omitted. The present invention is not limited to any of the following
実施の形態１．
（１−１）エレベータの制御装置１の構成
図１は本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置が電気的に接続されたエレベータシステムの構成の一例を示す図である。図１において、１はエレベータの制御装置であり、図中には、スペースの都合上、制御装置と記載しておく。また図１において、エレベータのかご５とカウンターウェイト６は、互いに主ロープ７で連結されており、軸の周りに回転可能な綱車４に対しつるべ式に吊られている。綱車４は巻上機の一部であって主ロープ７が巻き掛けられ、かご５の駆動用電動機である電動機２に接続されている。電動機２も巻上機の一部である。すなわち、巻上機は、電動機２と綱車４を有する。かご５は電動機２の回転力により昇降する。かご５を昇降させる電動機２は、例えば永久磁石型同期モータである。
(1-1) Configuration of
ここでは、電動機２の回転軸と綱車４の回転軸は同一の軸として、この軸に電動機２の回転角を検出する角度検出器３が取り付けられているものとする。角度検出器３は電動機２の回転角に比例したパルス信号を発生するものであって、例えば、光学式のエンコーダとする。図１において、エレベータの制御装置１が電気的に接続されたエレベータシステムは、符号２から７の機器を有する。さらに、エレベータシステムのうち、電動機２が駆動する対象である機械システムとしてのエレベータ機械システムとは、符号３から７の機器を指しているものである。なお、角度検出器３が、エンコーダに限らず、例えば、レゾルバや磁気センサのような場合であっても、すなわち、検出信号を処理回路や処理S/Wを通すことでパルス相当の信号を出力するような構成であってもよい。ここで重要なことは、角度検出器３の分解能が比較的に低いものである点である。
Here, it is assumed that the rotation axis of the
図２は、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置１の構成を説明するための図である。図２において、破線で囲まれた装置を示す符号１は、エレベータの制御装置である。符号２、３の機器は、エレベータの制御装置１が電気的に接続されたエレベータシステムの一部を示すもので、それぞれ電動機、角度検出器である。なお、エレベータシステムを構成する、その他の機器は図示しない。速度指令発生器１１は、電動機２に対する速度指令値を演算して出力する。エレベータの場合には、速度指令発生器１１は、例えば、かご５が目的階まで走行するために必要な電動機２の速度指令値を出力する。なお、図示していないが、速度指令発生器１１は、位置制御系を含んでいてもよいものとする。
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the
速度制御器１２は、速度指令発生器１１からの出力である速度指令値と、速度推定部１６で演算された電動機２の速度推定値とに基づいてトルク指令値または電流指令値を演算して出力する。速度制御器１２を実現する制御手法は、ＰＩ制御、ＰＤ制御、ＰＩＤ制御などの、広く知られている制御手法、さらにはもっと高次の伝達関数で示される周波数特性を有した制御手法であってもよい。また、非線形特性を有した制御手法であってもよい。すなわち、適正な特性を有する制御手法であればどのような制御手法であってもよい。
The
例えば、速度制御器１２がＰＩ制御手段で実現された構成であった場合、具体的には、速度指令値に対し速度推定値が追従制御または定値制御されるように、すなわち、速度指令値に対し速度推定値が追従または一致するように、速度指令値から速度推定値を減算した値である制御偏差を、ＰＩ制御器を用いてフィードバック制御することによりトルク指令値または電流指令値を演算して出力することになる。
For example, when the
電流制御器１３は、速度制御器１２の出力であるトルク指令値（電流指令値）と電流検出器１５により検出された電動機電流とに基づいて電動機２に印加する電圧指令値を演算する。電流制御器１３を実現する制御手法も、速度制御器１２と同様に、ＰＩ制御、ＰＤ制御、ＰＩＤ制御などの、広く知られている制御手法、さらにはもっと高次の伝達関数で示される周波数特性を有した制御手法であってもよい。
また、非線形特性を有した制御手法であってもよい。すなわち、適正な特性を有する制御手法であればどのような制御手法であってもよい。The
Further, it may be a control method having a non-linear characteristic. That is, any control method may be used as long as it has appropriate characteristics.
電力変換器１４は、電流制御器１３からの電圧指令値に基づいて、電源電圧(図示せず)を、好ましい可変電圧可変周波数に変換する。電力変換器１４は、一般的に販売されているインバータ装置のように、コンバータによって交流電圧を直流電圧に変換した後に、インバータによって直流電圧を交流電圧に変換する電力変換器や、マトリクスコンバータのように、交流電圧を直接交流の可変電圧可変電流に変換する電力変換装置を含む可変電圧可変周波数電力変換器を指す。また、電力変換器１４は、上述のインバータに加えて、座標変換の機能を含んでいてもよい。すなわち、電圧指令がｄ−ｑ軸の電圧指令値である場合には、ｄ−ｑ軸の電圧指令値を相電圧または線間電圧に変換して、指令された電圧指令値に従った電圧に変換する座標変換機能も含めて、ここでは電力変換器１４と呼ぶものとする。なお、電力変換器１４には、電力変換器１４のデッドタイムを補正する装置または補正部が設けられていてもよい。
The
電流検出器１５は、電動機２の電流を検出する。例えば、電動機２が三相電動機である場合には、二相の相電流を測定することが一般的であるが、もちろんながら、三相の相電流を測定してもよい。なお、図２では、電流検出器１５が電力変換器１４の出力電流を測定する構成を示しているが、この他、電流検出器１５は、ワンシャント抵抗による電流測定法のように、電力変換器１４の母線電流を測定して、各相電流を推定してもよい。
The
速度推定部１６は、速度制御器１２の出力であるトルク指令値と角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角とに基づいて電動機２の速度である回転速度を速度推定値として推定する。速度推定部１６は、この推定した速度推定値を速度制御器１２へ出力する。
The
これまで説明してきた、速度指令発生器１１、速度制御器１２、電流制御器１３、および速度推定部１６は、図２において機能ブロックとして示したものである。これらの機能ブロックは、例えばプロセッサとメモリを含むコンピュータで構成されて、メモリに格納されたプログラムに基づくと共に、処理に必要な種々の設定情報に基づいてプロセッサの指令に従ってそれぞれの処理が実行されるものである。そのため、これらの機能ブロックは、それぞれの機能を実行するデジタル制御で構成できるものである。
The
（１−２）速度推定部１６における速度推定方法
次に、速度推定部１６において実行する速度推定方法について説明する。上述したように、速度推定部１６は、図２に示される機能ブロックの一つであり、例えば、メモリに格納されたプログラムに基づくと共に、処理に必要な種々の設定情報に基づいてプロセッサの指令に従って実行されるものである。このため、速度推定部１６において実行する速度推定方法は、デジタル制御によって実現されるものであるため、本来、離散時間系で表現させるべきものである。しかしながら、ここでは説明を分かりやすいものとする目的で、便宜上、問題にならない範囲で連続時間系で表現された数式を用いて速度推定方法を説明する。(1-2) Speed estimation method in the
さて、速度推定部１６における速度推定の具体的な演算は、下記の（１）式で示す、電動機２の運動方程式を基づいて実行する。
Now, the specific calculation of the speed estimation in the
ここで、θは電動機２の回転角である。τMは電動機２のトルクである。τLは電動機２に作用する負荷トルクである。また、Ｊは、電動機２の慣性モーメントとする。ここで、電動機２に接続され、電動機２により駆動される、綱車４を含むエレベータ機械システムは、（１）式において、電動機２に作用する負荷トルクτLとして働く。Here, θ is the rotation angle of the
なお、慣性モーメントＪは、上で述べた電動機２の慣性モーメントではなく、例えば、電動機２と綱車４を合わせた回転体の慣性モーメントであってもよい。このときの負荷トルクτLは、電動機２と綱車４を合わせた回転体に作用する負荷トルクとなる。ここで述べたことは、（１）式で示した電動機２の運動方程式に用いた運動モデルを、電動機２のみと考えるか、電動機２と綱車４を合わせた回転体を含めた範囲まで考えるかの違いを指すものである。この違いは、（１）式で示した電動機２の運動方程式における変数である、回転角θや負荷トルクτLに関してそれぞれ比較すると、単に大きさが異なるだけであって、動的な挙動については相似の関係となるものである。このことは、（１）式で示した電動機２の運動方程式から明らかである。つまり、本発明に係るエレベータの制御装置を説明する上で、（１）式で示した電動機２の運動方程式に用いた運動モデルがどこまでの範囲を表現したものなのかという問題は、本質的な問題とはならないことを意味するものである。The moment of inertia J may not be the moment of inertia of the
そこで、以降では、慣性モーメントＪは電動機２の慣性モーメントを示すものとして説明を進める。つまり、（１）式で示した電動機２の運動方程式は、慣性モーメントＪを電動機２のみの慣性モーメントとした運動モデルに基づいて記述したものとする。
Therefore, in the following description, the moment of inertia J will be described as indicating the moment of inertia of the
なお、慣性モーメントＪを電動機２のみの慣性モーメントとした運動モデルを用いることは、次なるメリットがあるために有効である。エレベータ機械システムは設置される建物の物件毎に機械的な仕様が異なることがあるため、結果的に電動機２が駆動する慣性モーメントＪの値は物件毎に異なってくる。したがって、慣性モーメントＪの値を得るためには、電動機２が駆動するエレベータ機械システムの物件毎の負荷に関する情報が必要になる。例えば、慣性モーメントＪの値として、前述のような、電動機２と綱車４の慣性モーメントの合計値を用いる場合には、やはり、慣性モーメントＪの一部分を占める、綱車４の慣性モーメントの値が物件毎の機械仕様によって異なってくることになる。
It is effective to use a motion model in which the moment of inertia J is the moment of inertia of only the
これに対し、慣性モーメントＪを電動機２のみの慣性モーメントとした運動モデルを用いる場合であれば、電動機２が駆動するエレベータ機械システムの物件毎の負荷の情報を必要としないで、速度推定部１６は電動機２の速度を推定することができる。したがって、慣性モーメントＪを電動機２のみの慣性モーメントとした運動モデルを用いることは有効である。
On the other hand, when a motion model in which the moment of inertia J is the moment of inertia of only the
次に、負荷トルクτＬについて説明する。（１）式を変形すると、（２）式を得る。Next, the load torque τ L will be described. By transforming the equation (1), the equation (2) is obtained.
したがって、電動機２に作用する負荷トルクτＬは、この（２）式に基づいて演算できることが分かる。よって、負荷トルクτＬの演算には、電動機２の慣性モーメントＪ、角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角θ、および電動機トルクτＭの情報が必要である。 Therefore, it can be seen that the load torque τ L acting on the
ここで、電動機２の慣性モーメントＪおよび電動機２の回転角θは、共に入手可能な情報であることから既知な情報である。次に、電動機トルクτMは、速度制御器１２の出力であるトルク指令値を用いることで既知な情報として扱うことができる。そこで、（２）式の右辺の項の全てが既知な情報となることから、この（２）式に基づいて負荷トルクτＬを演算できることになる。Here, the moment of inertia J of the
なお、（２）式の右辺は、電動機２の回転角θの２回微分を含んでいることから、（２）式に基づいて負荷トルクτＬを演算する場合には、この回転角θの２回微分による高周波ノイズの影響を受けて安定した演算結果が得られないという問題が発生する可能性がある。Since the right side of the equation (2) includes the second derivative of the rotation angle θ of the
そこで、（２）式の右辺の項を、高周波ノイズを除去可能なフィルタG(s)に通過させた形に対応する（３）式を用いて、負荷トルクの推定値を計算することにする。ここで、（２）式と（３）式との対応関係を比較することにより、（３）式は、漸近的に、（２）式に一致するような対応関係にあることは明らかである。（２）式と（３）式との対応関係については、後ほど詳細に述べる。 Therefore, the estimated value of the load torque will be calculated using the equation (3) corresponding to the form in which the term on the right side of the equation (2) is passed through the filter G (s) capable of removing high frequency noise. .. Here, by comparing the correspondence between the equation (2) and the equation (3), it is clear that the equation (3) has a correspondence that asymptotically matches the equation (2). .. The correspondence between equations (2) and (3) will be described in detail later.
ここで、記号^が付いたパラメータは、該当するパラメータの推定値を意味する。τM ＊は、速度制御器１２の出力であるトルク指令値である。G(s)は、高周波ノイズを除去可能な特性を有するもので、後で説明する図３に示される負荷トルク演算手段１６０４の特性をラプラス領域において表現した、フィルタの伝達関数である。このフィルタG(s)の具体例としては、最も簡単には１次のローパスフィルタがある。もちろんながら、フィルタG(s)としては、１次のローパスフィルタでなく、より高次な伝達関数で示されるローパスフィルタを用いてもよい。Here, the parameter with the symbol ^ means the estimated value of the corresponding parameter. τ M * is a torque command value which is an output of the
フィルタG(s)の種類について、さらに言うならば、負荷トルクτＬの推定値を演算できる構成であれば、ラプラス領域上でフィルタG(s)の極が実軸上にあるような単純なローパスフィルタに限定する必要は特に無い。例えば、振動的にならない範囲で極が実軸上に存在しないようなフィルタG(s)であってもよい。Regarding the type of filter G (s), more specifically, if the configuration can calculate the estimated value of the load torque τ L , it is as simple as the pole of the filter G (s) on the real axis in the Laplace region. There is no particular need to limit it to a low-pass filter. For example, the filter G (s) may be such that the pole does not exist on the real axis within a range that does not become vibrational.
ここで注意が必要なことは、（２）式と（３）式は、共に連続時間系における等式であるが、厳密に言えば、（２）式は、時間領域において表現された等式であり、一方の（３）式は、ラプラス領域において表現された等式である点である。 It should be noted here that both equations (2) and (3) are equations in a continuous time system, but strictly speaking, equation (2) is an equation expressed in the time domain. On the other hand, the equation (3) is an equation expressed in the Laplace region.
ただし、連続時間系において、（３）式に記載された各信号の初期値による影響が収束して定常状態にあるとするならば、時間領域とラプラス領域のそれぞれにおける複数の信号に対して成立するそれぞれの領域での等式は、同形になることはよく知られている。 However, in a continuous time system, if the influence of the initial value of each signal described in Eq. (3) converges and is in a steady state, it is established for a plurality of signals in each of the time domain and the Laplace region. It is well known that the equations in each region are isomorphic.
したがって、本来は、それぞれ領域が異なる（２）式と（３）式ではあるが、ここで述べたようなそれぞれの領域での等式が同形になることを前提にすれば、（２）式と（３）式との対応関係を実質的に比較することが可能になる。このことから、既に述べているように、（３）式は、漸近的に、（２）式に一致するような対応関係にあることが理解できる。 Therefore, although the equations (2) and (3) are originally different in each region, the equation (2) is assumed to have the same equation in each region as described here. It becomes possible to substantially compare the correspondence between and equation (3). From this, it can be understood that, as already described, the equation (3) has a correspondence relationship that asymptotically agrees with the equation (2).
次に、電動機トルクτMは、以下の（４）式に示すように、慣性モーメントがＪである電動機２を速度指令発生器１１が出力する速度指令値に従って加減速させるために必要なトルクである加減速トルクτSから、電動機２に作用する負荷トルクτＬを減算したものとして考えることができる。Next, the motor torque τ M is the torque required to accelerate and decelerate the
ここで、前述のように、電動機トルクτMは、速度制御器１２の出力であるトルク指令値を用いることで既知な情報として扱うことができる。さらに、負荷トルクτＬは、代わりに推定値τＬ^を用いることとする。まず、（４）式を変形して以下の（５）式を得ることができる。ここで、（５）式の右辺が既知となることから、この（５）式に基づいて、電動機２の慣性モーメントＪを加減速させるために必要なトルクである加減速トルクτSを演算できることになる。Here, as described above, the motor torque τ M can be treated as known information by using the torque command value which is the output of the
（４）式を用いて、（１）式で示した電動機２の運動方程式を書き換えると、（６）式が得られる。
By rewriting the equation of motion of the
そして、既に述べたように（６）式の右辺にある加減速トルクτSは、（５）式に基づいて演算できる。そこで、（５）式を演算することで得られた加減速トルクτSを、（６）式に基づいて電動機２の慣性モーメントＪで除算する。この除算結果を、ここでは電動機の回転加速度と呼ぶ。そして、この除算結果である電動機の回転加速度を積分することによって、電動機の回転速度に関する情報を演算できることが分かる。演算できた電動機の回転速度に関する情報は、電動機の回転速度の推定結果である速度推定値として扱うことができる。Then, as already described, the acceleration / deceleration torque τ S on the right side of the equation (6) can be calculated based on the equation (5). Therefore, the acceleration / deceleration torque τ S obtained by calculating the equation (5) is divided by the moment of inertia J of the
しかしながら、ここで、（６）式で示した電動機２の運動方程式に用いた電動機２の運動モデルには、実際の電動機２に対するモデル誤差が含まれていることに注意する必要がある。ここでは、オブザーバを構成し、速度を推定するオブザーバを構成することで対応する。
However, it should be noted here that the motion model of the
具体的には、次の（７）式のように電動機２の回転速度を推定するオブザーバを構成することで、速度推定を行う。
Specifically, the speed is estimated by configuring an observer that estimates the rotation speed of the
ここで、ωは電動機２の回転速度を示す、K1、K2はそれぞれ第一のゲイン、第二のゲインとしてのオブザーバゲインを示す。
Here, ω indicates the rotation speed of the
（７）式で示されるオブザーバの構造は、次の２つの特徴点を有している。
第１に、（７）式は、速度推定値や角度推定値の演算において、実際の電動機２の運動特性と、（６）式で示した電動機２の運動方程式に用いた電動機２の運動モデルとの誤差（モデル化誤差）を原因として発生する、電動機２の回転角θに関する推定誤差である回転角推定誤差に、オブザーバゲインK1、K2を乗算した結果をフィードバックすることで速度推定値や角度推定値を修正する構造になっている点。（なお、ここでの回転角推定誤差とは、角度推定値と、角度検出器から出力されたパルス信号が換算されて得られた回転角との偏差のことである。）
第２に、（７）式は、加減速トルクτＳを電動機２の慣性モーメントＪで除算した結果である電動機の回転加速度がオブザーバに対する入力信号として加算されて、速度推定値や角度推定値を演算する構造になっている点。The structure of the observer represented by the equation (7) has the following two characteristic points.
First, equation (7) is the motion characteristics of the
Secondly, in Eq. (7), the rotational acceleration of the motor, which is the result of dividing the acceleration / deceleration torque τ S by the moment of inertia J of the
なお、オブザーバゲインK1、K2は、（７）式から求まる、オブザーバの特性方程式である（８）式を用いて決定するものである。 The observer gains K1 and K2 are determined by using the observer characteristic equation (8) obtained from the equation (7).
例えば、特性方程式（８）の極を、P1（重根）とすると、（９）式が成り立つ。 For example, if the pole of the characteristic equation (8) is P1 (multiple root), the equation (9) holds.
このとき、オブザーバゲインK1、K2は、P1（重根）を用いて次のように求まる。
At this time, the observer gains K1 and K2 can be obtained as follows using P1 (heavy root).
もちろんながら、オブザーバの特性方程式である（８）式の極は重根に限る必要は無い。つまり、極は、ラプラス平面上の任意の場所に配置することも可能である。このように、（８）式におけるオブザーバの極配置の設計を行うことで、オブザーバの収束特性を任意に決めることができる。 Of course, the pole of equation (8), which is the characteristic equation of the observer, does not have to be limited to the multiple root. That is, the poles can be placed anywhere on the Laplace plane. In this way, by designing the pole arrangement of the observer in the equation (8), the convergence characteristic of the observer can be arbitrarily determined.
ただし、本発明に係るエレベータの制御装置では、速度推定値を用いて速度制御を行うため、オブザーバによる悪影響が速度制御に現れないように、速度制御の帯域よりもオブザーバの帯域を高くするようにオブザーバゲインK1、K2を選ぶ必要がある。すなわち、ラプラス平面上において、オブザーバの特性方程式である（８）式の極を、速度制御器１２のカットオフ周波数よりも十分遠くに配置するように、オブザーバゲインK1、K2を選ぶ必要がある。
However, in the elevator control device according to the present invention, since the speed is controlled using the speed estimated value, the observer band should be higher than the speed control band so that the adverse effect of the observer does not appear in the speed control. Observer gains K1 and K2 must be selected. That is, it is necessary to select the observer gains K1 and K2 so that the pole of the equation (8), which is the characteristic equation of the observer, is arranged sufficiently far from the cutoff frequency of the
電動機２の回転角θが比較的に低分解能な角度検出器３により検出される場合には、すでに背景技術において述べたように速度推定値は時間遅れ、すなわち無駄時間の影響を受けることになる。そして、この速度推定値を積分した角度推定値も、当然ながら、無駄時間の影響を受けることになる。このように、（７）式で示したオブザーバにより推定される、速度推定値や角度推定値が無駄時間の影響を受けることで、例えば、この無駄時間の影響を受けた速度推定値を用いて電動機２の回転速度をフィードバック制御すると、角度検出器の分解能が比較的に低く、かつ、電動機２の回転速度が比較的に低速のときには、速度制御において、より無駄時間の影響が大きく出てくるために不安定現象が発生する可能性が高まることになる。
When the rotation angle θ of the
そこで、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置は、次に示す構成により、不安定現象を回避している。すなわち、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置は、オブザーバを用いた速度推定値や角度推定値の演算において、電動機２の回転角θに関する推定誤差である回転角推定誤差をフィードバックすることで速度推定値や角度推定値を修正するタイミングを、後ほど詳細説明する図３に示すように、角度検出器３から出力されたパルス信号のパルス変化時（パルスの立ち上がり時および立ち下がり時）に限定する構成を有する。より正確には、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置は、角度検出器から出力されたパルス信号のパルス変化後の、設定された期間では、オブザーバを用いて、電動機の回転加速度を、回転角推定誤差にオブザーバゲインK1を乗算した結果の第１のフィードバックにより修正した後に速度推定値を算出すると共に、この算出した速度推定値を、回転角推定誤差にオブザーバゲインK２を乗算した結果の第２のフィードバックにより修正した後に角度推定値を算出する。一方、設定された期間以外では、オブザーバを用いないで、回転加速度を用いて電動機の運動方程式である（６）式に基づいて速度推定値および角度推定値を算出する。その結果、本発明に係るエレベータの制御装置は、不安定現象の回避を実現している。
Therefore, the elevator control device according to the first embodiment of the present invention avoids the unstable phenomenon by the following configuration. That is, the elevator control device according to the first embodiment of the present invention feeds back the rotation angle estimation error, which is the estimation error regarding the rotation angle θ of the
続けて、この不安定現象とそれを回避する技術内容について説明する。（７）式に示すオブザーバでは、実際の電動機２の運動特性と、（６）式で示した電動機２の運動方程式に用いた電動機２の運動モデルとの誤差（モデル誤差）を原因として発生する、電動機２の回転角θに関する推定誤差（回転角推定誤差）を、角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた回転角を用いて演算することから、速度推定値や角度推定値の演算において、推定誤差（回転角推定誤差）をオブザーバゲインK1、K2を乗算した結果をフィードバックするにあたって、角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた回転角（回転角検出値）は、無駄時間を含む場合があることに注意が必要になる。
Next, this unstable phenomenon and the technical contents for avoiding it will be described. In the observer shown in the equation (7), it occurs due to an error (model error) between the actual motion characteristics of the
角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた回転角（回転角検出値）は、正確には、無駄時間を含む場合と含まない場合がある。本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置では、この回転角において無断時間を含まない場合を上手く利用するというものである。
The rotation angle (rotation angle detection value) obtained by converting the pulse signal output from the
先の背景技術において述べたように、角度検出器の分解能が比較的に低く、かつ、電動機の回転速度が比較的に低速である場合に、角度検出器の出力であるパルス信号の時間間隔が長くなり、その結果、速度制御を実現する演算周期（制御周期、サンプリング時間）に対し十分な角度情報が得られなくなると共に、回転速度（速度検出値）の検出遅れが長くなるという問題がある。ここでの検出遅れとは、上述の無駄時間に相当するものであることは明らかなことである。このため、回転速度（速度検出値）や速度推定値などの速度に関する情報が無駄時間の影響を受けて、この速度に関する情報をフィードバック制御することで速度制御系を実現する、エレベータの制御装置が不安定になる可能性がある。また、ここで述べた速度に関することに限らず、回転角（回転角検出値）や角度推定値に関する情報についても、同様に、無駄時間の影響を受けることは明らかなことである。 As described in the background technology above, when the resolution of the angle detector is relatively low and the rotation speed of the electric motor is relatively low, the time interval of the pulse signal that is the output of the angle detector is As a result, there is a problem that sufficient angle information cannot be obtained for the calculation cycle (control cycle, sampling time) that realizes the speed control, and the detection delay of the rotation speed (speed detection value) becomes long. It is clear that the detection delay here corresponds to the above-mentioned wasted time. Therefore, the speed information such as the rotation speed (speed detection value) and the speed estimation value is affected by the wasted time, and the elevator control device that realizes the speed control system by feedback controlling the information about this speed is available. It can be unstable. Further, it is clear that not only the speed described here but also the information regarding the rotation angle (rotation angle detection value) and the angle estimation value are similarly affected by the wasted time.
しかしながら、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置では、角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた回転角を、角度検出器の分解能が比較的に低く、かつ、電動機の回転速度が比較的に低速である場合であっても、速度制御系を大きく不安定にする無駄時間が含まない場合に限って利用することにより、速度制御系の不安定化を回避するというものである。
However, in the elevator control device according to the first embodiment of the present invention, the resolution of the angle detector is relatively low and the rotation angle obtained by converting the pulse signal output from the
すなわち、角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角を、角度検出器３のパルス変化時（パルスの立ち上がり時および立ち下がり時）に限定する時間タイミングで利用すれば、その回転角は、電動機の回転速度が比較的に低速な場合であっても、角度検出器３からパルス信号が出力された時点でのデータであることから無駄時間を含まないことから、速度制御系の不安定化を回避するというものである。
That is, at a time timing that limits the rotation angle of the
一方、角度検出器３のパルス変化時（パルスの立ち上がり時および立ち下がり時）以外の時には、回転角に関し、角度検出器３からパルス信号がリアルタイムに出力されてこないという意味で、無駄時間を含むと言える。角度検出器３のパルス変化時（パルスの立ち上がり時および立ち下がり時）から時間が経過すればするほど、無駄時間の影響を受けた回転速度（速度検出値）や速度推定値によって、電動機の制御装置およびエレベータの制御装置における速度制御系の不安定度がより高まることになる。
On the other hand, when the pulse of the
そこで、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置は、角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた回転角に関し、オブザーバを用いた速度推定値や角度推定値の演算において、電動機２の回転角θに関する推定誤差である回転角推定誤差をフィードバックすることで速度推定値や角度推定値を修正するタイミングを、角度検出器３から出力されたパルス信号のパルス変化時（パルスの立ち上がり時および立ち下がり時）に限定する構成を有する。この構成によれば、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置は、回転速度（速度検出値）や速度推定値などの速度に関する情報が無駄時間の影響を受けることを抑制でき、この速度に関する情報をフィードバック制御することで速度制御系を実現することから、不安定現象を回避できるという効果を奏する。
Therefore, the control device for the elevator according to the first embodiment of the present invention has a rotation angle obtained by converting the pulse signal output from the
したがって、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置は、たとえ角度検出器の分解能が比較的に低く、かつ、電動機の回転速度が比較的に低速であっても、速度検出値における検出遅れの影響を抑制した速度推定を行うことができ、結果として、この速度推定値を用いて安定した速度制御を実現できる。 Therefore, the elevator control device according to the first embodiment of the present invention detects the speed detection value even if the resolution of the angle detector is relatively low and the rotation speed of the motor is relatively low. It is possible to perform speed estimation in which the influence of delay is suppressed, and as a result, stable speed control can be realized using this speed estimation value.
なお、これまでオブザーバを用いた速度推定値や角度推定値の修正タイミングを、角度検出器から出力されたパルス信号のパルス変化時（パルスの立ち上がり時および立ち下がり時）に限定した内容について説明してきた。さらに本発明では、角度検出器から出力されたパルス信号のパルス変化時の瞬間的なタイミングに限ることなく、電動機の速度制御系の不安定度が許容できる範囲で設定された時間幅を持った期間であってもよいとして拡張する。すなわち、この許容できる範囲で設定された時間幅を持った期間、オブザーバによって速度推定値や角度推定値の修正を繰り返してもよいものとする。ここでの設定された時間幅とは、正確には、角度検出器から出力されたパルス信号のパルス変化後の、設定された期間と定める。ここでは、電動機の速度制御系は、デジタル制御によって構成されることを前提にしているため、ここでの設定された時間幅は、デジタル制御の制御周期の所定回数分として設定することができる。 It should be noted that, up to now, the content of limiting the correction timing of the velocity estimation value and the angle estimation value using the observer to the pulse change (when the pulse rises and falls) of the pulse signal output from the angle detector has been explained. rice field. Further, in the present invention, the time width is set within an acceptable range for the instability of the speed control system of the motor, not limited to the momentary timing when the pulse signal output from the angle detector changes. Extend as it may be a period. That is, the speed estimation value and the angle estimation value may be repeatedly corrected by the observer for a period having a time width set within this allowable range. To be precise, the set time width here is defined as the set period after the pulse change of the pulse signal output from the angle detector. Here, since the speed control system of the electric motor is premised to be configured by digital control, the time width set here can be set as a predetermined number of times of the control cycle of digital control.
（１−３）速度推定部１６の構成
図３は、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置における速度推定部１６の構成図である。速度推定部１６は、速度制御器１２の出力であるトルク指令τＭ ＊と、角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角とを用いて、電動機２の回転速度を速度推定値として推定する。図３において、２種類の破線で囲まれた枠は、それぞれの演算を実行するタイミングを示すためのものある。すなわち、速度推定部１６は基本的には所定の演算周期（制御周期）毎に実行され、一部の処理は上述のとおり角度検出器３のパルス変化時のみ実行される構成になっている。なお、パルス変化時のみ実行される構成は、既に述べているように、本願発明では、別の構成として、さらにパルス変化後の、設定された期間の間、処理が実行される構成であってもよい。(1-3) Configuration of
以下では、速度推定部１６について、その構成の詳細を説明する。なお、図３は複数の機能ブロックの集まりであることから、説明の分かりやすさを優先させるために、一部は各機能ブロックをまとめて動作を用いて説明する。その後、あらためて速度推定部１６の演算処理についてフローチャートを用いて説明する。
Hereinafter, the details of the configuration of the
さて、図３において、角度検出器３から出力されたパルス信号は、パルス・角度変換手段１６００に入力されて換算されることによって回転角（電動機２の回転角）に変換される。そして、電動機２の回転角は、角度・速度変換手段１６０１に入力される。角度・速度変換手段１６０１は電動機２の回転角から電動機２の回転速度（速度検出値）を演算する。角度・速度変換手段１６０１は、最も簡単には、例えば、電動機２の回転角を時間微分する微分フィルタ回路を有することで回転速度を演算する（実際には、デジタル回路にて、差分演算を用いて演算する）。さらに、ノイズを除去するために平滑化を行う（デジタルフィルタにて実現された）ローパスフィルタが追加された構成を有してもよい。この他、角度・速度変換手段１６０１は、予め設定された一定時間毎に電動機２の回転速度を演算する構成であってもよい。あるいは、時間を計測するための構成を含んで、予め設定された一定回転角毎に回転速度を演算する構成であってもよい。
By the way, in FIG. 3, the pulse signal output from the
角度・速度変換手段１６０１で演算された電動機２の回転速度は、速度・加速度変換手段１６０２に入力される。速度・加速度変換手段１６０２は電動機２の回転速度から電動機２の加速度（加速度検出値）を演算する。速度・加速度変換手段１６０２は、最も簡単には、例えば、電動機２の回転速度を時間微分する微分フィルタ回路を有することで加速度を演算する（実際には、デジタル回路にて、差分演算を用いて演算する）。さらに、ノイズを除去するために平滑化を行う（デジタルフィルタにて実現された）ローパスフィルタが追加された構成を有してもよい。この他、速度・加速度変換手段１６０２は、予め設定された一定時間毎に電動機２の加速度を演算する構成であってもよい。あるいは、時間を計測するための構成を含んで、予め設定された一定回転角毎に加速度を演算する構成であってもよい。
The rotation speed of the
速度・加速度変換手段１６０２で演算された電動機２の加速度は、ゲイン１６０３で電動機２の慣性モーメントＪが乗算された後に、減算器１６１０により速度制御器１２の出力であるトルク指令値τＭ ＊が減算される。減算器１６１０の出力信号が、負荷トルク演算手段１６０４に入力される。負荷トルク演算手段１６０４は、（３）式により負荷トルクτＬ ^（正確には、負荷トルクの推定値）を演算する。負荷トルク演算手段１６０４は、最も簡単には、例えば、１次のローパスフィルタで構成される。また、負荷トルク演算手段１６０４は、１次のローパスフィルタでなく、より高次な伝達関数で示されるローパスフィルタにより構成されてもよい。また、負荷トルクτＬを演算できる構成であれば、フィルタの種類もローパスフィルタに限定されない。 The acceleration of the motor 2 calculated by the speed / acceleration conversion means 1602 has a torque command value τ M * which is an output of the
負荷トルク演算手段１６０４の出力である負荷トルク推定値は、加算器１６１１で速度制御器１２からの出力であるトルク指令値に加算される。すなわち、加算器１６１１によって（５）式が演算されることで、慣性モーメントJの電動機２を加減速させるために必要なトルクである加減速トルクτＳが出力される。The load torque estimated value, which is the output of the load torque calculation means 1604, is added to the torque command value, which is the output from the
加算器１６１１で演算された加減速トルクτＳは、ゲイン１６０７で電動機２の慣性モーメントJの逆数が乗算される。これにより、電動機２の加速度情報が得られる。The acceleration / deceleration torque τ S calculated by the
ゲイン１６０７の出力信号、すなわち、電動機２の加速度情報は、減算器１６１２を介した後に第一積分器１６０８に入力される。第一積分器１６０８は、ゲイン１６０７からの出力信号（より正確には、ゲイン１６０７からの出力信号が修正された信号）を積分することで、電動機２の回転速度を推定した値である速度推定値を出力する。
The output signal of the
第一積分器１６０８の出力信号である速度推定値は、第二積分器１６０９に入力される。第二積分器１６０９は、速度推定値を積分することで、電動機２の回転角を推定した値である角度推定値を出力する。
The velocity estimate, which is the output signal of the
次に、角度検出器３から出力されたパルス信号のパルス変化時（パルスの立ち上がり時および立ち下がり時）の処理について説明する。角度検出器３から出力されたパルス信号のパルス変化時には、第二積分器１６０９の出力である角度推定値と角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角との偏差を減算器１６１４で演算する。減算器１６１４で演算された偏差は、第一のゲイン１６０５としてのK1が乗算された後に、ゲイン１６０７からの出力信号から減算されることで、ゲイン１６０７からの出力信号が修正された形で第一積分器１６０８に入力される。そして、第一積分器１６０８で速度推定値が演算される。さらにまた、減算器１６１４で演算された偏差は、第二ゲイン１６０６としてのK2が乗算された後に、減算器１６１３において速度推定値から減算される。そして、第二積分器１６０９で角度推定値が演算される。
Next, processing at the time of pulse change (at the time of rising and falling of the pulse) of the pulse signal output from the
なお、ここでの具体的なパルス変化の検出方法としては、例えば、角度検出器３の検出する角度が最小分解能分だけ変化したことを検出してもよいし、角度検出器３のパルスの立ち上がりおよび立ち下がりを直接検出するような処理回路やS/Wにより行ってもよい。角度検出器３から出力されたパルス信号におけるパルス変化の具体的な検出手段はここで述べたものに限定されるものではなく、パルス変化が検出できる検出手段であればどのような構成でもよい。
As a specific pulse change detection method here, for example, it may be detected that the angle detected by the
（１−４）速度推定部１６の演算処理フロー
以下では、速度推定部１６の演算処理についてフローチャートを用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置における速度推定部のオブザーバに対する入力信号である加減速トルクの演算処理を示すフローチャートである。本フローチャートに従って、加減速トルクが演算される。以下述べる内容は、図４と併せて、図３である、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置における速度推定部の構成図を参照すると、理解しやすくなる。 (1-4) Calculation processing flow of the
まず、ステップＳ１８０１において速度推定部１６は角度検出器３から出力されたパルス信号を取り込む。速度推定部１６が角度検出器３から出力されたパルス信号を取り込むにあたって、パルス信号はパルス・角度変換手段１６００に入力されて換算されて回転角（電動機２の回転角）に変換されて取り込むことになる。そして、ステップＳ１８０２において角度・速度変換手段１６０１は電動機２の回転角から電動機２の回転速度（速度検出値）を演算する。次に、ステップＳ１８０３において速度・加速度変換手段１６０２は電動機２の回転速度から電動機２の加速度（加速度検出値）を演算する。そして、ステップＳ１８０４において電動機２の加速度は、ゲイン１６０３で電動機２の慣性モーメントＪが乗算された後に、ステップＳ１８０５において減算器１６１０により速度制御器１２の出力であるトルク指令値τＭ ＊が減算される。次に、ステップＳ１８０６において負荷トルク演算手段１６０４は、（３）式により負荷トルクτＬ ^（正確には、負荷トルクの推定値）を演算する。そして、ステップＳ１８０７において加算器１６１１で速度制御器１２からの出力であるトルク指令値に加算されることで、（５）式が演算されて、慣性モーメントJの電動機２を加減速させる加減速トルクτＳが演算されるために必要なトルクである。First, in step S1801, the
ここで演算された加減速トルクτＳは速度推定部のオブザーバに入力される。そして、加減速トルクτＳが速度推定部のオブザーバに入力された後のオブザーバの演算処理は、角度検出器３から出力されたパルス信号のパルス変化時（パルスの立ち上がり時および立ち下がり時）であるか否かによって異なってくる。より正確には、既に述べているように、角度検出器から出力されたパルス信号のパルス変化後の、設定された期間では、オブザーバを用いて、電動機の回転加速度を、回転角推定誤差にオブザーバゲインK1を乗算した結果の第１のフィードバックにより修正した後に速度推定値を算出すると共に、この算出した速度推定値を、回転角推定誤差にオブザーバゲインK２を乗算した結果の第２のフィードバックにより修正した後に角度推定値を算出する。一方、設定された期間以外では、オブザーバを用いないで、回転加速度を用いて電動機の運動方程式である（６）式に基づいて速度推定値および角度推定値を算出する。The acceleration / deceleration torque τ S calculated here is input to the observer of the speed estimation unit. Then, after the acceleration / deceleration torque τ S is input to the observer of the speed estimation unit, the arithmetic processing of the observer is performed when the pulse of the pulse signal output from the
そこで、図４に示したフローの続きとして、オブザーバでの推定値の修正タイミングが角度検出器のパルス変化後に制御周期が１回のみの場合、および、推定値の修正タイミングが角度検出器のパルス変化後に制御周期が所定回数分の場合について、図を用いて速度推定部のオブザーバの演算処理フローを説明する。 Therefore, as a continuation of the flow shown in FIG. 4, when the correction timing of the estimated value in the observer is only once after the pulse change of the angle detector, and the correction timing of the estimated value is the pulse of the angle detector. The operation flow of the observer of the speed estimation unit will be described with reference to the case where the control cycle is a predetermined number of times after the change.
具体的には、図５は、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置における速度推定部の加減速トルクを用いた演算処理（その１：推定値の修正タイミングが角度検出器のパルス変化後に制御周期が１回のみの場合）を示すフローチャートである。図６は、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置における速度推定部の加減速トルクを用いた演算処理（その２：推定値の修正タイミングが角度検出器のパルス変化後に制御周期が所定回数分の場合）を示すフローチャートである。 Specifically, FIG. 5 shows an arithmetic process using the acceleration / deceleration torque of the speed estimation unit in the elevator control device according to the first embodiment of the present invention (No. 1: The correction timing of the estimated value is the pulse of the angle detector). It is a flowchart which shows the case where the control cycle is only once after a change. FIG. 6 shows an arithmetic process using the acceleration / deceleration torque of the speed estimation unit in the control device of the elevator according to the first embodiment of the present invention (No. 2: The correction timing of the estimated value is the control cycle after the pulse change of the angle detector. It is a flowchart which shows (in the case of a predetermined number of times).
まず、オブザーバでの推定値の修正タイミングが角度検出器のパルス変化後に制御周期が１回のみの場合について、図５を用いて速度推定部のオブザーバの演算処理フローを説明する。
最初に、ステップＳ１９０１において加算器１６１１で演算された加減速トルクτＳが入力され、この加減速トルクτＳにゲイン１６０７で電動機２の慣性モーメントJの逆数が乗算されて電動機２の加速度情報が得られる。そして、ステップＳ１９０２において、角度検出器から出力されたパルス信号に変化があるか否かを判断する。First, in the case where the correction timing of the estimated value in the observer is only once in the control cycle after the pulse change of the angle detector, the calculation processing flow of the observer of the speed estimation unit will be described with reference to FIG.
First, the acceleration / deceleration torque τ S calculated by the
ステップＳ１９０２の判断結果においてパルス信号が変化したときには、ステップＳ１９０３において第二積分器１６０９の出力である角度推定値と角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角との偏差を減算器１６１４で演算する。次に、ステップＳ１９０４において減算器１６１４で演算された偏差は、第一ゲイン１６０５での演算としてK1が乗算される。そして、ステップＳ１９０５においてこの乗算結果がゲイン１６０７からの出力信号から減算された後に、ステップＳ１９０６において第一積分器１６０８に入力されて速度推定値が演算される。さらにまた、ステップＳ１９０７において減算器１６１４で演算された偏差は、第二ゲイン１６０６での演算としてK2が乗算される。そして、ステップＳ１９０８においてこの乗算結果が減算器１６１３での演算として速度推定値から減算される。そして、ステップＳ１９０９においてこの減算結果が第二積分器１６０９で積分されて角度推定値が得られる。
When the pulse signal changes in the determination result of step S1902, the rotation of the
また、ステップＳ１９０２の判断結果においてパルス信号が変化しなかったときには、ステップＳ２００１において第一積分器１６０８に入力されて速度推定値が演算される。さらに、ステップ２００２において速度推定値が第二積分器１６０９に入力されて角度推定値が演算される。
Further, when the pulse signal does not change in the determination result of step S1902, it is input to the
以上では、図５を用いて、オブザーバでの推定値の修正タイミングが角度検出器から出力されたパルス信号のパルス変化後に制御周期が１回のみの場合について、速度推定部のオブザーバの演算処理フローを説明した。 In the above, using FIG. 5, the calculation processing flow of the observer of the speed estimation unit is the case where the correction timing of the estimated value in the observer is only once after the pulse change of the pulse signal output from the angle detector. Explained.
次に、オブザーバでの推定値の修正タイミングが角度検出器のパルス変化後に制御周期が所定回数分の場合について、図６を用いて速度推定部１６の加速度トルクを用いた演算処理フローを説明する。図６は、図５と比較すると、ステップＳ２１０２およびステップＳ２１０４が追加された点が異なる。そこで、この異なる点である、ステップＳ２１０２およびステップＳ２１０４を中心に速度推定部のオブザーバの演算処理フローについて、ここでは説明する。
Next, in the case where the correction timing of the estimated value in the observer is the control cycle for a predetermined number of times after the pulse change of the angle detector, the calculation processing flow using the acceleration torque of the
最初に、図４のフローチャートに従って加算器１６１１で演算された加減速トルクτＳがステップＳ２１０１において入力され、この加減速トルクτＳにゲイン１６０７で電動機２の慣性モーメントJの逆数が乗算されて電動機２の加速度情報が得られる。そして、ステップＳ２１０２において、角度検出器３から出力されたパルス信号のパルス変化後から設定された期間（設定時間の間）は、１が設定されて維持されるようなフラグFlgを用いて、このフラグFlgが現時点で０（零）か、１かをまず判断する。 First, the acceleration / deceleration torque τ S calculated by the
ここでステップＳ２１０２の判断結果においてフラグFlgが０（零）の場合は、ステップＳ２１０３に進む。このステップＳ２１０３は、図５におけるステップＳ１９０２に対応する。そして、ステップＳ２１０３において、角度検出器から出力されたパルス信号に変化があるか否かを判断する。ステップＳ２１０３の判断結果においてパルス信号が変化したときには、ステップS２１０４においてフラグFlgを１にまず設定し、この値を制御周期の所定回数分の間は維持した後にリセットするようなタイマーを起動する。そして、ステップＳ２１０５に進む。これ以降は、図５と同様の演算がなされる。このステップＳ２１０５は、図５におけるステップＳ１９０３に対応する。 Here, if the flag Flg is 0 (zero) in the determination result of step S2102, the process proceeds to step S2103. This step S2103 corresponds to step S1902 in FIG. Then, in step S2103, it is determined whether or not there is a change in the pulse signal output from the angle detector. When the pulse signal changes in the determination result of step S2103, the flag Flg is first set to 1 in step S2104, and a timer is started to reset this value after maintaining this value for a predetermined number of times in the control cycle. Then, the process proceeds to step S2105. After that, the same calculation as in FIG. 5 is performed. This step S2105 corresponds to step S1903 in FIG.
ステップＳ２１０３の判断結果においてパルス信号が変化しなかったときには、ステップＳ２２０１へ進む。これ以降は、図５と同様の演算がなされる。このステップＳ２２０１は、図５におけるステップＳ２００１に対応する。 If the pulse signal does not change in the determination result of step S2103, the process proceeds to step S2201. After that, the same calculation as in FIG. 5 is performed. This step S2201 corresponds to step S2001 in FIG.
また、ステップＳ２１０２の判断結果においてフラグFlgが０（零）でない場合は、ステップＳ２１０５に進む。これ以降は、図５と同様の演算がなされる。 If the flag Flg is not 0 (zero) in the determination result of step S2102, the process proceeds to step S2105. After that, the same calculation as in FIG. 5 is performed.
なお、フラグFlgの設定時間を制御周期の１回分と設定した場合は、図６で示したフローは、図５で示したフローと実質的に等しくなる。 When the setting time of the flag Flg is set to one control cycle, the flow shown in FIG. 6 is substantially equal to the flow shown in FIG.
以上では、図５と比較して異なる点である、ステップＳ２１０２およびステップＳ２１０４を中心に速度推定部のオブザーバの演算処理フローについて説明した。 In the above, the arithmetic processing flow of the observer of the speed estimation unit has been described centering on steps S2102 and S2104, which are different points from FIG.
ここで、図７は、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置における速度推定部に関連する各種信号を示すタイムチャートである。角度検出器３から出力されたパルス信号と、設定時間を制御周期の１回分および４回分と設定した場合のフラグFlgを示すタイムチャートである。図５におけるステップＳ２１０４で説明したようにパルス信号のパルス変化時（パルスの立ち上がり時および立ち下がり時）に対応してフラグFlgを１にまず設定し、この値を制御周期の所定回数分（この例では、１回分および４回分）の間は維持した後にリセットするタイマーが正しく作動した場合を示したものである。
Here, FIG. 7 is a time chart showing various signals related to the speed estimation unit in the elevator control device according to the first embodiment of the present invention. 6 is a time chart showing a pulse signal output from the
上述した角度検出器３のパルス変化時の処理により、実際の電動機２の運動特性と、（６）式で示した電動機２の運動方程式に用いた電動機２の運動モデルとの誤差（モデル化誤差）を原因とする誤差が修正される。すでに述べたように、角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた回転角は、無駄時間を含む場合がある。より正確には、角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた回転角は、パルス変化時では無駄時間を含まず、それ以外のタイミングでは無駄時間を含む。角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角に関し、パルスの立ち上がりおよび立ち下がりのタイミング以外のときには、角度検出器３から出力されたパルス信号のパルス変化後の、設定された期間については誤差修正ループを切ることで無駄時間の巡回を防止する。なお、これまで繰り返し述べているように、ここでのパルス変化時とは、パルス変化時の瞬間的なタイミングに限ることなく、パルス変化を検出した後に、速度制御系の不安定度が許容できる範囲で設定された時間幅を持っているものとする。このパルス変化時の具体的な実現方法として、パルス変化を検出してから、誤差修正ループによるモデル化誤差の修正を行う回数を、速度推定部１６が演算される演算周期の所定回数と設定することで実現する。最も簡単には、パルス変化が検出されたタイミングの１回の演算周期（制御周期）であるが、それ以上の回数であってもよい。しかしながら、複数回の演算周期（制御周期）の間、誤差修正ループを実行すると、無駄時間の影響を受けて、不安定化する可能性があるため、演算周期（制御周期）の所定回数を設定する場合には注意が必要である。
Due to the above-mentioned processing at the time of pulse change of the
（１−５）エレベータの制御装置１による効果
以上のような構成で、オブザーバによるモデル化誤差の修正動作を観測情報である角度検出器３から出力されたパルス信号におけるパルス変化時の検出毎に（パルスの立ち上がりおよび立ち下がり毎に）限定して実施することで、オブザーバへの入力信号である加減速トルクτＳは無駄時間を含まないため、推定結果である速度推定値や角度推定値は無駄時間の影響を受けない。モデル化誤差の修正は、無駄時間を含む角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角を用いるが、無駄時間を含まない、角度検出器３で検出されるパルスの立ち上がり時および立ち下がり時での情報のみを用いて誤差修正を行い、無駄時間を含むときには誤差修正ループを切ることで無駄時間の巡回を防止できる。(1-5) Effect of
図８は、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置における速度推定部の性能を示す図である。図８において、速度推定値と速度検出値を示している。速度推定値は、図３に示した速度推定部１６を用いて推定したものである。速度検出値は、比較的に低分解能な角度検出器３の検出した回転角を用いて演算したものである。図８からは、以下のことが分かる。速度検出値は、電動機２の回転数が低くなるにつれて速度検出間隔が長くなっている。これに対し、速度推定部１６で推定した速度推定値は低速でも滑らかである。速度推定部１６は角度検出器３のパルス立ち上がり時および立ち下がり時での情報のみを用いて誤差修正を行う構成である。この構成によって速度検出値の間を補間するような速度推定値を得ることができている。したがって、図３に示した速度推定部１６を用いることによって、低速でも無駄時間の影響が少ない速度情報を得ることができていることが分かる。
FIG. 8 is a diagram showing the performance of the speed estimation unit in the elevator control device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 8 shows a speed estimate value and a speed detection value. The speed estimation value is estimated using the
従来のエレベータの制御装置では、比較的に低分解能な角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角を用いて電動機２の回転速度を演算し、電動機２の回転速度を制御する場合には回転速度に含まれる無駄時間の影響によって、特に低速において速度制御が不安定化する可能性があった。
In the conventional elevator control device, the rotation speed of the
これに対し、本発明の実施の形態１に係るエレベータの制御装置では、速度推定値を用いて電動機２の回転速度を制御することで、速度推定値は無駄時間の影響を少なくすることができ、低速でも安定した速度制御の実現を実現することができる。
On the other hand, in the elevator control device according to the first embodiment of the present invention, the speed estimation value can reduce the influence of wasted time by controlling the rotation speed of the
実施の形態２．（２−１）エレベータの制御装置１ａの構成
図９は、本発明の実施の形態２に係るエレベータの制御装置１の構成を説明するための図である。前述した実施の形態１に係る、エレベータの制御装置１の構成を説明するための図を示す図２と比較すると明らかであるが、図９に示す構成は、図２に示す構成に対し、速度演算部１７と残距離演算部１８が追加されており、さらにそれぞれの出力信号が速度制御器１２ａに入力されているものである。図９において、破線で囲まれた装置を示す符号１ａがエレベータの制御装置である。
そして、ここでの本発明の実施の形態２は、後ほど示す図１０を用いて説明するように、エレベータのかご５の位置が目的階に近づいた時にのみ、すなわち、かご５の着床間際の低速領域において推定速度を用いて電動機２の回転速度を制御するようにしたものである。以下、本発明の実施の形態２に係るエレベータの制御装置１ａについて、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
Then, in the second embodiment of the present invention here, as will be described later with reference to FIG. 10, only when the position of the
速度演算部１７は、角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角を用いて、電動機２の回転速度を演算する。速度演算部１７の具体的な構成としては、最も簡単には微分フィルタであって、電動機２の回転角を時間微分することで回転速度を演算するものがある。また、この微分フィルタの構成に、時間微分によって発生したノイズを除去するためのローパスフィルタを追加する構成であってもよい。さらにまた、速度演算部１７は、予め設定された一定時間毎に電動機２の回転速度を演算する構成であってもよいし、時間を計測するための構成を含んで、予め設定された一定回転角毎に回転速度を演算する構成であってもよい。
The
残距離演算部１８は、角度検出器３から出力されたパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角を用いて、かご５の目的階までの残距離を演算するものである。残距離演算部１８は、具体的には、電動機２の回転角に対し、綱車４の半径を乗じることによって移動距離をまず演算する。そして、かご５が走行を開始した位置から目的階までの走行距離から先ほどの移動距離を減算することによって、かご５の目的階までの残距離を演算する。エレベータの制御装置１ａは、かご５が走行を開始した位置から目的階までの距離情報を、エレベータの制御装置１ａの上位にあるエレベータの運行管理装置などから受け取ることによって目的階までの残距離を演算する。また、かご５の昇降路内での位置を直接的に検出するセンサによってかご５の位置を検出してもよい。さらにまた、かご５の移動距離を、かご５に接続した主ロープ７の移動量に伴う、エンコーダ等の角度検出器で得られる回転角を用いて演算した後に、かご５の目的階までの残距離を演算してもよい。なお、上述した方法以外でも目的階までの残距離を演算できる構成であれば、特に、一つの演算方法や構成は限定されず、どのような方法であっても、本発明に何等影響を与えるものではない。
The remaining
速度演算部１７の出力である速度検出値、残距離演算部１８の出力である目的階までの残距離、および速度推定部１６の出力である速度推定値が、速度制御器１２ａに入力される。速度制御器１２は、残距離演算部１８からの出力である目的階までの残距離を基づいて、電動機２の回転速度の制御に用いる速度情報を切り替える。速度制御器１２ａにおける速度情報の切り替えは、具体的には、次のとおりである。目的階までの残距離が基準値以上である場合には、速度演算部１７の出力である速度検出値を用いて電動機２の回転速度を制御する。一方、目的階までの残距離が基準値以下である場合には、速度推定部１６の出力である速度推定値を用いて電動機２の回転速度を制御する。なお、ここでの速度情報を切り替えるための、目的階までの残距離の基準値に関するデータは、速度制御器１２ａの中で記憶しておいてもよいし、外部から入力するようにしてもよい。
The speed detection value which is the output of the
（２−２）エレベータの制御装置１ａにおける速度制御器１２ａの演算処理フロー
図１０は、本発明の実施の形態２に係るエレベータの制御装置１ａにおける速度制御器１２ａの演算処理を示すフローチャートである。かご５が目的階に向けて走行を開始すると、ステップＳ６０１において目的階までの残距離が基準値以下であるか否かをまず判断する。目的階までの残距離が基準値以下である場合には、ステップＳ６０２に進み、速度制御器１２ａは速度推定値を使用してトルク指令値（電流指令値）を演算する。また、目的階までの残距離が基準値より大きい場合には、ステップＳ６０３に進み、速度制御器１２ａは速度検出値を使用してトルク指令値（電流指令値）を演算する。そして、ステップＳ６０４において、かご５が目的階に到着したか否かを判断する。判断結果においてかご５が到着していないときには、ステップＳ６０１に戻って、これまで述べた処理を繰り返し行う。判断結果においてかご５が目的階に到着した場合には走行を終了する。なお、図１０に示すフローチャートに従った演算処理は、速度制御器１２ａの演算周期毎に実施される。
なお、他の構成および各部の動作などについては、実施の形態１と同様であり、ここでは、その説明を省略する。(2-2) Calculation processing flow of the
The other configurations and the operation of each part are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted here.
背景技術において説明したように、エンコーダに代表される、電動機の回転角に対応したパルス信号を出力する角度検出器３では、その出力信号は、電動機２の回転速度が高速になればなるほど、より時間間隔の短いパルス信号になり、反対に電動機２の回転速度が低速になればなるほど、より時間間隔の長いパルス信号になる。先ほどの無駄時間は、このパルス信号の時間間隔に対応する。よって、電動機２の回転速度の高低によって無駄時間の長さが変化することになる。電動機の回転速度が比較的に低速で、かつ、角度検出器の分解能が比較的に低い場合には、無駄時間は非常に長くなる。そして、角度検出器の分解能の高低を問わず、電動機の回転速度が相対的に低速であれば、無駄時間は相対的に長くなる。このことから、エレベータのかご５の位置が目的階に近づいた時に、すなわち、かご５の着床間際の低速領域において、もし速度演算部１７の出力である速度検出値を用いて電動機２の回転速度を制御すると、速度検出値には無駄時間が長く含まれていることにより、速度制御系が不安定になるという問題が発生することになる。そこで、ここでの速度検出値に替えて、速度推定部１６の出力である速度推定値を用いて電動機２の回転速度を制御する。
As described in the background art, in the
速度検出値と速度推定値との関係は、実施の形態１で既に説明した図８のとおりである。速度検出値は、電動機２の回転数が低くなるにつれて速度検出間隔が長くなっており、無駄時間を含んでいる波形となっている。一方、速度推定値は速度推定部１６で推定したもので、速度検出値の間を補間するような速度推定値を得ることができており、低速でも滑らかな波形となっている。速度推定値は、速度検出値に比べて、低速であっても、より無駄時間を抑制した速度情報になっていることが明らかである。
The relationship between the speed detection value and the speed estimation value is as shown in FIG. 8 already described in the first embodiment. The speed detection value has a waveform in which the speed detection interval becomes longer as the rotation speed of the
したがって、エレベータのかご５の位置が目的階に近づいた時に、すなわち、かご５の着床間際の低速領域において、速度推定部１６の出力である速度推定値を用いて電動機２の回転速度を制御することにより、速度検出値を用いた場合と比べて、速度制御系の安定化を実現できることになる。
Therefore, when the position of the
（２−３）エレベータの制御装置１ａによる効果
以上において説明した本発明の実施の形態３では、かご５の目的階までの残距離が長いときには、台形状の速度指令値の時間波形における例えば最大速度で、すなわち、電動機２の回転速度が比較的に高い状態でかご５が走行することになるため、そのときの角度検出器３から出力される時間間隔が比較的に短いパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角は、パルス信号の変化に伴って短時間で更新される。このときの速度検出値に含まれる無駄時間は、実施の形態１で既に説明した図８によれば、比較的に短くなるため、この速度検出値を用いて電動機２の回転速度を制御しても速度制御系の安定化は容易に実現できる。(2-3) Effect of Elevator Control Device 1a In the third embodiment of the present invention described above, when the remaining distance to the target floor of the
一方、かご５の目的階までの残距離が短く、かつ、減速のために電動機２の回転速度が比較的に低い状態でかご５が走行することになるため、そのときの角度検出器３から出力される時間間隔が比較的に長いパルス信号が換算されて得られた電動機２の回転角は、パルス信号の変化に伴ってゆっくりと更新される。このときの速度検出値に含まれる無駄時間は、実施の形態１で既に説明した図８によれば、比較的に長くなるため、この速度検出値を用いて電動機２の回転速度を制御してしまうと、速度制御系が不安定になってしまう可能性がある。そこで、ここでの速度検出値に替えて、速度推定部１６の出力である速度推定値を用いて電動機２の回転速度を制御する。これにより、電動機２の回転速度が比較的に低いときの制御性能を向上させ、かご５の目的階における着床動作を安定して行うことができる。
On the other hand, since the
実施の形態３．
（３−１）エレベータの制御装置１ｂの構成
図１１は、本発明の実施の形態３に係るエレベータの制御装置１ｂが電気的に接続されたエレベータシステムの構成の一例を示す図である。前述した実施の形態１に係るエレベータの制御装置１に接続されたエレベータシステムの構成を示す図１と比較すると明らかであるが、図１１で示す構成は、図１に示す構成に対し、ドアゾーンプレート８、ドアゾーンプレート検出手段９が追加されている。ドアゾーンプレート８は、昇降路内の複数の停止階に対応する複数の位置に設置されており、安全な戸開閉が可能な範囲であるドアゾーン内にかご５が位置することを知らせるものである。ドアゾーンプレート検出手段９は、ドアゾーンプレート９を検出し、制御装置１ｂにその検出信号を出力するようになっている。
(3-1) Configuration of
そして、ここでの実施の形態３は、エレベータのかご５がドアゾーン内にあるときのみ、すなわち、かご５の着床間際におけるかご走行速度が低速領域において推定速度により電動機２の回転速度を制御するようにしたものである。
Then, in the third embodiment here, the rotation speed of the
図１２は、本発明の実施の形態３に係るエレベータの制御装置１ｂの構成図である。前述した実施の形態１に係るエレベータの制御装置の構成図である図２と比較すると明らかであるが、図２に示す構成に対し、速度演算部１７が追加されており、速度制御装置１２ｂに速度演算部１７の出力である速度検出値とドアゾーンプレート検出手段９の検出信号が入力されている。
FIG. 12 is a block diagram of the
以下、本発明の実施の形態３に係るエレベータの制御装置１ｂについて、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
Hereinafter, the
速度演算部１７は、角度検出器３の検出する電動機２の回転角から電動機２の回転速度を演算する。速度演算部１７は、最も簡単には、電動機２の回転角の時間微分によって回転速度を演算する。また、時間微分によるノイズを除去するためにローパスフィルタにより平滑化する構成でもよい。さらにまた、微分フィルタにより回転速度を演算する。そして、ノイズを除去するためにローパスフィルタにより平滑化する構成でもよい。さらにまた、速度演算部１７は、予め設定された一定時間毎に電動機２の回転速度を演算してもよいし、時間を計測するための構成を含んで、予め設定された一定回転角毎に回転速度を演算してもよい。速度演算部１７が演算する電動機２の回転速度は、角度検出器３の検出する回転角を基に演算されているため、無駄時間を含む。
The
速度演算部１７が演算した速度検出値、ドアゾーンプレート検出手段９の検出信号、および速度推定部１６で演算した速度推定値は、速度制御器１２に入力される。速度制御器１２ｂ
はドアゾーンプレート検出手段９の検出信号を基に、電動機２の回転速度の制御に使う速度情報を切り替える。ドアゾーンプレート検出手段９がドアゾーンプレート８を検出していない場合には、速度演算部１７が演算した速度検出値により電動機２の回転速度を制御する。一方、ドアゾーンプレート検出手段９がドアゾーンプレート８を検出している場合には、速度推定部１６が推定した速度推定値により電動機２の回転速度を制御する。なお、ドアゾーンプレート８は昇降路内の複数の停止階に対応する複数の位置に設置されているため、走行中には目的階ではないドアゾーンプレート８をドアゾーンプレート検出手段９が検出することもある。このとき、速度制御器１２ｂは速度演算部１７の速度検出値による電動機２の回転速度制御を継続するが、目的階ではないドアゾーンプレート８を検出したことは、例えば、電動機２の回転速度により判断すればよい。すなわち、電動機２の回転速度、つまり、速度演算部１７の速度検出値が基準値以上であり、このときにドアゾーンプレート検出手段９がドアゾーンプレート８を検出したときには、目的階ではないと判断する。これにより、速度制御器１２がトルク指令値を演算する時に使う電動機２の回転速度情報がドアゾーン毎に切り替わることを防止する。The speed detection value calculated by the
Switches the speed information used for controlling the rotation speed of the
（３−２）エレベータの制御装置１ｂにおける速度制御器１２ｂの演算処理フロー
図１３は本発明の実施の形態３に係るエレベータの制御装置１ｂにおける速度制御器１２ｂの演算処理を示すフローチャートである。かご５が目的階に向けて走行を開始すると、目的階のドアゾーンプレートを検出したか否かを判断する（ステップＳ９０１）。目的階のドアゾーンプレートを検出している場合には、速度制御器１２ｂは速度推定値を使用し（ステップＳ９０２）、トルク指令値（電流指令値）を演算する。また、目的階のドアゾーンプレートを検出していない場合には、速度検出値を使用し（ステップＳ９０３）、トルク指令値（電流指令値）を演算する。そして、目的階に到着したか否かを判断し（ステップＳ９０４）、到着していないときにはステップＳ９０１に戻り同じ処理を繰り返し行う。目的階に到着した場合には走行を終了する。なお、図１３のフローチャートによる速度選択処理は、速度制御器１２ｂの演算周期毎に実施される。(3-2) Calculation processing flow of the
ここでは、本発明の実施の形態３に係るエレベータの制御装置１ｂについて、実施の形態１との相違点を中心に説明したが、他の構成および各部の動作などについては、実施の形態１と同様であり、ここでは、その説明を省略する。
Here, the
（３−３）エレベータの制御装置１ｂによる効果
以上において説明した本発明の実施の形態３では、電動機２の回転速度が速く角度検出器３の検出する回転角が短時間で更新されるとき、すなわち、目的階までの残距離が長く目的階のドアゾーンプレート８を検出していないとき、には速度検出値の無駄時間も少ないため速度検出値により電動機２の回転速度を制御する。一方、電動機２の回転速度が遅いとき、すなわち、目的階までの残距離が短く減速しておりドアゾーンプレート８を検出したとき、には角度検出器３の検出する回転角の更新時間が長くなり速度検出値は無駄時間の影響を強く受け、速度制御器１２ｂの不安定化が助長するため、速度推定値により電動機２の回転速度を制御する。これにより、電動機２の回転速度が低いときの制御性能を向上し、かご５の着床を安定して行うことができる。(3-3) Effect of
実施の形態４．
（４−１）エレベータの制御装置１ｃの構成
図１４は本発明の実施の形態４に係るエレベータの制御装置１ｃの構成を説明するための図である。前述した実施の形態１に係るエレベータの制御装置の構成を説明するための図である図２と比較すると明らかであるが、図１４で示す構成は、図２に示す構成に対し、速度演算部１７が追加されており出力信号が速度制御器１２ｃに入力されている。さらに、速度制御器１２ｃは、速度推定値が異常な場合に、速度推定値の代わりに、速度検出値を用いてトルク指令値を演算するものである。図１４において、破線で囲まれた装置を示す符号１ｃが、エレベータの制御装置である。
(4-1) Configuration of Elevator Control Device 1c FIG. 14 is a diagram for explaining the configuration of the elevator control device 1c according to the fourth embodiment of the present invention. Although it is clear from FIG. 2 which is a diagram for explaining the configuration of the elevator control device according to the first embodiment described above, the configuration shown in FIG. 14 is a speed calculation unit with respect to the configuration shown in FIG. 17 is added and the output signal is input to the speed controller 12c. Further, the speed controller 12c calculates the torque command value by using the speed detection value instead of the speed estimation value when the speed estimation value is abnormal. In FIG. 14, reference numeral 1c indicating a device surrounded by a broken line is an elevator control device.
そして、ここでの本発明の実施の形態４では角度検出器３の検出する回転角から求めた電動機２の回転速度により速度推定部１６の速度推定値を監視するようにしたものである。
Then, in the fourth embodiment of the present invention, the speed estimation value of the
以下、本発明の実施の形態４に係るエレベータの制御装置１ｃについて、実施の形態１との相違点を中心に説明する。 Hereinafter, the elevator control device 1c according to the fourth embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment.
速度演算部１７は角度検出器３の検出する電動機２の回転角から電動機２の回転速度を演算する。速度演算部１７は、最も簡単には、電動機２の回転角の時間微分によって回転速度を演算する。また、時間微分によるノイズを除去するためにローパスフィルタにより平滑化する構成でもよい。さらにまた、微分フィルタにより回転速度を演算する。そして、ノイズを除去するためにローパスフィルタにより平滑化する構成でもよい。さらにまた、速度演算部１７は、予め設定された一定時間毎に電動機２の回転速度を演算してもよいし、時間を計測するための構成を含んで、予め設定された一定回転角毎に回転速度を演算してもよい。
The
図１５は速度制御器１２ｃが実施する速度推定値の監視処理における監視速度を示している。速度演算部１７で演算された速度検出値に対し、所定の速度マージンを正側と負側に設けた監視速度により、速度推定部１６が推定する速度推定値を監視する。速度制御器１２ｃは、速度推定値が監視速度を超えたときには、速度推定部１６の推定する速度推定値ではなく速度演算部１７の演算する速度検出値によりトルク指令値（電流指令値）を演算する。速度推定値が監視速度以内の場合には、速度推定値によりトルク指令値（電流指令値）を演算する。
FIG. 15 shows the monitoring speed in the monitoring process of the speed estimation value performed by the speed controller 12c. The speed estimation value estimated by the
（４−２）エレベータの制御装置１ｃにおける速度制御器１２ｃの演算処理フロー
図１６は実施の形態４に係るエレベータの制御装置１ｃにおける速度制御器１２ｃの演算処理のフローチャートを示す図である。かご５が目的階に向けて走行を開始すると、速度推定部１６が推定する速度推定値が監視速度以内か否かを判定する（Ｓ１２０１）。速度推定値が監視速度以内の場合には、速度異常フラグをLOWに設定し（ステップ１２０２）、速度制御器１２ｃは速度推定値を使用し（ステップＳ１２０４）、トルク指令値（電流指令値）を演算する。また、速度推定値が監視速度を超えている場合には、速度異常フラグをHIGHに設定し（ステップ１２０３）、速度制御器１２ｃは速度検出値を使用し（ステップＳ１２０５）、トルク指令値（電流指令値）を演算する。そして、目的階に到着したか否かを判定し（ステップＳ１２０６）、到着していないときには速度異常フラグがLOWか否かを判定する（ステップＳ１２０７）。速度異常フラグがLOWの場合には、ステップＳ１２０１に戻り同じ処理を繰り返し行う。速度異常フラグがHIGHの場合には、ステップＳ１２０５の処理、すなわち、速度検出値を使用してトルク指令を演算し続ける。目的階に到着した場合には走行を終了する。なお、図１６のフローチャートによる速度監視処理は、速度制御器１２ｃの演算周期毎に実施される。図１６のフローチャートのように、速度推定値が監視速度を超えたときには、速度検出値を使用してトルク指令を演算し続けることで、速度制御の安全性を確保する。検出速度は無駄時間の影響を含むため、着床付近の低速領域の制御性能は速度推定値による制御に比べ劣るが、異常な速度推定値により速度制御を実施するよりも安全にエレベータを走行させることができる。(4-2) Flow of calculation processing of speed controller 12c in elevator control device 1c FIG. 16 is a diagram showing a flowchart of calculation processing of speed controller 12c in elevator control device 1c according to the fourth embodiment. When the
図１６のフローチャートでは、速度推定値が１回監視速度を超えたときに、速度制御器１２ｃは速度検出値を用いてトルク指令値（電流指令値）を演算する構成としたが、速度推定値が監視速度を連続して複数回の演算周期で超えた場合に、速度検出値を用いてトルク指令値（電流指令値）を演算するようにしてもよい。 In the flowchart of FIG. 16, when the speed estimation value exceeds the monitoring speed once, the speed controller 12c is configured to calculate the torque command value (current command value) using the speed detection value. When the monitoring speed is continuously exceeded in a plurality of calculation cycles, the torque command value (current command value) may be calculated using the speed detection value.
ここでは、本発明の実施の形態４に係るエレベータの制御装置１ｃについて、実施の形態１との相違点を中心に説明したが、他の構成および各部の動作などについては、実施の形態１と同様であり、ここでは、その説明を省略する。 Here, the elevator control device 1c according to the fourth embodiment of the present invention has been described mainly on the differences from the first embodiment, but other configurations and the operation of each part have been described with the first embodiment. The same applies, and the description thereof will be omitted here.
なお、ここで説明した構成の他に、例えば、実施の形態２や３のように、目的階までの残距離、ドアゾーンプレート信号により速度を切り替えるような構成であっても、本実施の形態４は何等問題なく実施することができる。
In addition to the configuration described here, for example, even if the configuration is such that the speed is switched by the remaining distance to the target floor and the door zone plate signal as in the second and third embodiments, the
（４−３）エレベータの制御装置１ｃによる効果
以上、本発明の実施の形態４では、速度推定部１６が推定する速度推定値が検出速度を基に設定された監視速度を超えた場合には、速度検出値によりトルク指令を演算するようにし、速度推定値の推定誤差が大きい場合には異常状態と判定することで安全に速度制御を実施できる。(4-3) Effect of Elevator Control Device 1c As described above, in the fourth embodiment of the present invention, when the speed estimation value estimated by the
実施の形態５．
（５−１）エレベータの制御装置１ｄの構成
図１７は、本発明の実施の形態５に係るエレベータの制御装置１ｄが電気的に接続されたエレベータシステムの構成の一例を示す図である。前述した実施の形態１に係るエレベータの制御装置１に接続されたエレベータシステムの構成を示す図１と比較すると明らかであるが、図１７で示す構成は、図１に示す構成に対し、秤装置１０が追加されている。秤装置１０はかご５の内部の荷重を測定し、制御装置１にその検出信号を出力するものである。図１７において、破線で囲まれた装置を示す符号１ｄが、エレベータの制御装置である。
(5-1) Configuration of
そして、ここでの実施の形態５ではかご５の荷重を測定する秤装置の検出信号により速度演算部１６で計算される負荷トルク推定値を監視するようにしたものである。
Then, in the fifth embodiment here, the load torque estimated value calculated by the
また、図１８は実施の形態５に係るエレベータの制御装置１ｄの構成を説明するための図である。前述した実施の形態１に係るエレベータの制御装置に接続されたエレベータシステムの構成を示す図１と比較すると明らかであるが、図１８で示す構成は、図２に示す構成に対し、速度演算部１７が追加されている。さらに、速度推定部１６ｄは、秤装置１０の検出信号が入力され、その結果として、速度推定値と負荷トルク監視フラグとを速度制御器１２ｄに出力している。
Further, FIG. 18 is a diagram for explaining the configuration of the
以下、本発明の実施の形態５に係るエレベータの制御装置１ｄについて、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
Hereinafter, the
速度演算部１７は角度検出器３の検出する電動機２の回転角から電動機２の回転速度を演算する。速度演算部１７は、最も簡単には、電動機２の回転角の時間微分によって回転速度を演算する。また、時間微分によるノイズを除去するためにローパスフィルタにより平滑化する構成でもよい。さらにまた、微分フィルタにより回転速度を演算する。そして、ノイズを除去するためにローパスフィルタにより平滑化する構成でもよい。さらにまた、速度演算部１７は、予め設定された一定時間毎に電動機２の回転速度を演算してもよいし、時間を計測するための構成を含んで、予め設定された一定回転角毎に回転速度を演算してもよい。
The
図１９は実施の形態５に係るエレベータの制御装置１ｄにおける速度推定部１６ｄが実施する負荷トルク推定値の監視処理における監視トルクを示す図である。エレベータでは、かご５の質量はカウンターウェイト６の質量に比べて軽い。かご５は定格積載量が決められており、一般的には、定格積載量の半分の荷重がかご５にかかるときに、カウンターウェイト６とかご５が釣り合うような設計となっている。したがって、電動機２にはかご５とカウンターウェイト６の質量差によるアンバランストルクが負荷トルクとして作用する。かご５が走行を開始する前には、電動機２にはかご５とカウンターウェイト６の質量差によるアンバランストルクのみが負荷トルクとして作用するが、かご５が走行を開始すると、エレベータ全体の慣性と加速度の積で表わされる加速度分の負荷トルクが作用する。なお、ここでのエレベータ全体の慣性とは、かご５内の乗客の体重から換算される慣性も含むものである。したがって、走行中に電動機２に作用する負荷トルクは、アンバランストルクと加速度分の負荷トルクの和となる。秤装置１０により検出できるのはかご５の荷重であるから、秤装置１０の検出値からはかご５とカウンターウェイト６のアンバランストルクを演算することができる。そのアンバランストルクに対して、所定のトルクマージンを正側と負側に設けた監視トルクにより、速度推定部１６ｄが推定する負荷トルク推定値を監視する。速度推定部１６ｄは、負荷トルク推定値が監視トルクを超えたときには、速度制御器１２ｄに対し負荷トルク異常フラグをHIGHにして出力する。負荷トルク推定値が監視トルクを超えていないときには負荷トルク異常フラグはLOWである。そして、速度制御器１２ｄは、負荷トルク異常フラグがHIGHのときには、速度推定部１６ｄの推定する速度推定値ではなく速度演算部１７の演算する速度検出値によりトルク指令値（電流指令値）を演算する。負荷トルク異常フラグがLOWの場合には、速度推定値によりトルク指令値（電流指令値）を演算する。
FIG. 19 is a diagram showing monitoring torque in the monitoring process of the load torque estimation value carried out by the speed estimation unit 16d in the
（５−２）エレベータの制御装置１ｄにおける速度推定部１６ｄの演算処理フロー
図２０は実施の形態５に係るエレベータの制御装置１ｄにおける速度推定部１６ｄの演算処理を示すフローチャートである。かご５が目的階に向けて走行を開始すると、速度推定部１６ｄが推定する負荷トルク推定値が監視トルク以内か否かを判定する（Ｓ１６０１）。負荷トルク推定値が監視トルク以内の場合には、負荷トルク監視フラグをLOWに設定し（ステップ１６０２）、速度制御器１２ｄに出力する。また、負荷トルク推定値が監視トルクを超えている場合には、負荷トルク監視フラグをHIGHに設定し（ステップ１６０３）、速度制御器１２ｄに出力する。そして、目的階に到着したか否かを判定し（ステップＳ１６０４）、到着していないときには負荷トルク監視フラグがLOWか否かを判定する（ステップＳ１６０５）。負荷トルク監視フラグがLOWの場合には、ステップＳ１６０１に戻り同じ処理を繰り返し行う。負荷トルク監視フラグがHIGHの場合には、ステップＳ１６０３の処理、すなわち、負荷トルク監視フラグをHIGHにし続ける。目的階に到着した場合には走行を終了する。なお、図２０のフローチャートによる速度監視処理は、速度推定部１６ｄの演算周期毎に実施される。(5-2) Calculation processing flow of the speed estimation unit 16d in the
（５−３）エレベータの制御装置１ｄにおける速度制御器１２ｄの演算処理フロー
図２１は実施の形態５に係るエレベータの制御装置１ｄにおける速度制御器１２ｄの演算処理を示すフローチャートである。かご５が目的階に向けて走行を開始すると、負荷トルク監視フラグがLOWか否かを判定する（ステップＳ１７０１）。負荷トルク監視フラグがLOWの場合には、速度制御器１２ｄは速度推定値を使用し（ステップＳ１７０２）、トルク指令値（電流指令値）を演算する。また、負荷トルク監視フラグがLOWでない、すなわち、負荷トルク監視フラグがHIGH場合には、速度検出値を使用し（ステップＳ１７０３）、トルク指令値（電流指令値）を演算する。そして、目的階に到着したか否かを判断し（ステップＳ１７０４）、到着していないときにはステップＳ１７０１に戻り同じ処理を繰り返し行う。目的階に到着した場合には走行を終了する。なお、図２１のフローチャートによる速度選択処理は、速度制御器１２ｄの演算周期毎に実施される。(5-3) Calculation processing flow of the speed controller 12d in the
なお、他の構成および各部の動作などについては、実施の形態１と同様であり、ここでは、その説明を省略する。 The other configurations and the operation of each part are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted here.
（５−４）エレベータの制御装置１ｄによる効果
以上において説明した本発明の実施の形態５では、図２０、図２１のフローチャートのように、負荷トルク推定値が監視トルクを超えたときには速度推定値も異常な値となっているため、この速度推定値の代わりに速度検出値を用いてトルク指令を演算することで、速度制御の安全性を確保することができる。速度検出値は無駄時間の影響を含むため、着床付近の低速領域の制御性能は速度推定値による制御に比べて劣るものの、異常な速度推定値を用いて速度制御を実施するよりも安全にエレベータを走行させることができる。(5-4) Effect of
図２０のフローチャートでは、負荷トルク推定値が１回監視トルクを超えたときに、速度制御器１２ｄは速度検出値を用いてトルク指令値（電流指令値）を演算する構成としたが、負荷トルク推定値が監視トルクを連続して複数回の演算周期で超えた場合に、速度検出値を用いてトルク指令値（電流指令値）を演算するようにしてもよい。 In the flowchart of FIG. 20, when the estimated load torque value exceeds the monitoring torque once, the speed controller 12d is configured to calculate the torque command value (current command value) using the speed detection value. When the estimated value exceeds the monitoring torque in a plurality of calculation cycles in succession, the torque command value (current command value) may be calculated using the speed detection value.
ここでは、本発明の実施の形態５に係るエレベータの制御装置１ｄについて、実施の形態１との相違点を中心に説明したが、他の構成および各部の動作などについては、実施の形態１と同様であり、ここでは、その説明を省略する。
Here, the
なお、ここで説明した構成の他に、例えば、目的階までの残距離、ドアゾーンプレート信号により速度を切り替えるような構成であっても、本実施の形態は何等問題なく実施することができる。 In addition to the configuration described here, for example, even if the configuration is such that the speed is switched by the remaining distance to the target floor and the door zone plate signal, the present embodiment can be implemented without any problem.
なお、秤装置１０は図１６に示したようなかご５に直接取り付けられているものではなく、主ロープ７に作用する荷重を測定するような方式でもよい。本発明を実施するための秤装置１０の構成は限定されない。
The
本明細書では、本発明において記載された具体的な例に対してのみ詳細に説明したが、その他の例として、例えば本発明の技術範囲でブロック図の変形や修正が可能であることは当事者にとって明白であり、このような変形や修正が本発明に含まれることは言うまでもない。 In the present specification, only the specific examples described in the present invention have been described in detail, but as another example, it is possible to modify or modify the block diagram within the technical scope of the present invention. It goes without saying that such modifications and modifications are included in the present invention.
なお、エレベータの全体の機器のレイアウト及びローピング方式等は、図１、図１１および図１７の例に限定されるものではない。例えば、本発明は、２：１ローピングのエレベータにも適用できる。また、例えば電動機１からなる巻上機の位置も図１の例に限定されない。また、本発明は、例えば機械室レスエレベータ、ダブルデッキエレベータ、ワンシャフトマルチカー方式のエレベータ、又は斜行エレベータなど、種々のタイプのエレベータに適用できる。
The layout of the entire equipment of the elevator, the roping method, and the like are not limited to the examples of FIGS. 1, 11, and 17. For example, the present invention can also be applied to elevators with 2: 1 roping. Further, for example, the position of the hoisting machine including the
１ エレベータの制御装置（図中には、スペースの都合上、「制御装置」と記載）
２ 電動機
３ 角度検出器
１２ 速度制御器
１６ 速度推定部
１６０１ 角度・速度変換手段
１６０２ 速度・加速度変換手段
１６０４ 負荷トルク演算手段
１６０８ 第一積分器
１６０９ 第二積分器
１６０５ 第一ゲイン
１６０６ 第二ゲイン1 Elevator control device (in the figure, it is described as "control device" due to space limitations)
2 motor
3 Angle detector
12 Speed controller
16 Speed estimation unit
1601 Angle / velocity conversion means
1602 Velocity / acceleration conversion means
1604 Load torque calculation means
1608 First integrator
1609 Second integrator
1605 1st gain
1606 2nd gain
Claims (11)
前記トルク指令値と前記電動機に作用する負荷トルクの推定値との合計値で定義された前記電動機に関するトルク情報から前記電動機の運動方程式に基づいて算出された前記電動機の回転加速度を用いて、前記電動機の回転速度および前記回転角をそれぞれ速度推定値および角度推定値として算出する推定部と、
前記推定部が算出した前記速度推定値を用いて前記速度指令値に従うように前記トルク指令値を出力する速度制御器と、
を備え、
前記推定部は、
前記パルス信号のパルス変化後の、設定された期間では、
前記回転加速度と前記パルス信号が換算されて得られた前記回転角とを用いて、オブザーバに基づいて前記速度推定値および前記角度推定値を算出し、
前記設定された期間以外では、
前記回転加速度を用いて、前記オブザーバではなくて前記電動機の前記運動方程式に基づいて前記速度推定値および前記角度推定値を算出する、
ことを特徴とする電動機の制御装置。 A motor that has an angle detector that outputs a pulse signal corresponding to the rotation angle of the motor that drives the mechanical system, generates a torque command value of the motor according to the speed command value of the motor, and controls the speed of the motor. In the control device
The rotational acceleration of the motor calculated based on the equation of motion of the motor from the torque information about the motor defined by the total value of the torque command value and the estimated value of the load torque acting on the motor is used. An estimation unit that calculates the rotation speed of the motor and the rotation angle as a speed estimation value and an angle estimation value, respectively.
A speed controller that outputs the torque command value so as to follow the speed command value using the speed estimate value calculated by the estimation unit, and
Equipped with
The estimation unit
In the set period after the pulse change of the pulse signal,
Using the rotational acceleration and the angle of rotation obtained by converting the pulse signal , the velocity estimated value and the angle estimated value are calculated based on the observer.
Other than the set period described above
Using the rotation acceleration, calculates the speed estimated value and the angle estimate based on the equation of motion of the electric motor rather than the observer,
A motor control device characterized by this.
前記パルス信号のパルス変化後の、前記設定された期間では、
前記回転加速度を、前記角度推定値と前記パルス信号が換算されて得られた前記回転角との偏差である回転角推定誤差の第一のフィードバックにより修正した後に、前記速度推定値を算出し、この算出した前記速度推定値を前記回転角推定誤差の第二のフィードバックにより修正した後に前記角度推定値を算出し、
前記設定された期間以外では、
前記回転加速度を用いて、前記電動機の前記運動方程式に基づいて前記速度推定値および前記角度推定値を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電動機の制御装置。 The estimation unit
In the set period after the pulse change of the pulse signal,
After correcting the rotational acceleration by the first feedback of the rotation angle estimation error which is the deviation between the angle estimation value and the rotation angle obtained by converting the pulse signal , the velocity estimation value is calculated. After correcting the calculated speed estimation value by the second feedback of the rotation angle estimation error, the angle estimation value is calculated.
Other than the set period described above
Using the rotation acceleration, calculates the speed estimated value and the angle estimate based on the equation of motion of the electric motor,
The control device for an electric motor according to claim 1.
前記回転加速度が入力されて前記速度推定値を算出するために積分演算を行う第一の積分手段、
前記速度推定値が入力されて前記角度推定値を算出するために積分演算を行う第二の積分手段、および、
前記パルス信号のパルス変化後の、設定された期間において、前記回転角推定誤差に対し第一のゲインを乗じた値を、前記第一の積分手段の入力である前記回転加速度を修正するために前記回転加速度から減算すると共に、第二のゲインを乗じた値を、前記第二の積分手段の入力である前記速度推定値を修正するために前記速度推定値から減算する減算手段、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電動機の制御装置。 The estimation unit
A first integrating means, in which the rotational acceleration is input and an integral calculation is performed to calculate the velocity estimate.
A second integrating means into which the velocity estimate is input and an integral operation is performed to calculate the angle estimate, and
In order to correct the rotational acceleration which is the input of the first integrating means, the value obtained by multiplying the rotation angle estimation error by the first gain in the set period after the pulse change of the pulse signal. A subtraction means for subtracting from the rotational acceleration and multiplying the value by the second gain from the speed estimation value in order to correct the speed estimation value which is an input of the second integration means.
2. The control device for an electric motor according to claim 2.
前記負荷トルク推定部は、
前記パルス信号が換算されて得られた前記回転角から算出された速度検出値が入力されて、前記電動機の加速度を加速度検出値として算出するために演算を行う速度・加速度変換手段、および、
前記トルク指令値と速度・加速度変換手段が算出した前記加速度検出値とに基づいて、負荷トルクを前記負荷トルク推定値として算出するために演算を行う負荷トルク演算手段、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電動機の制御装置。 It is necessary to calculate the rotational acceleration of the electric motor used by the estimation unit to calculate the speed estimated value and the angle estimated value , which are the estimated values of the rotational speed and the rotational angle of the electric motor. It has a load torque estimation unit that calculates a load torque estimation value, which is an estimation value of the load torque.
The load torque estimation unit is
A speed / acceleration conversion means for inputting a speed detection value calculated from the rotation angle obtained by converting the pulse signal and performing a calculation for calculating the acceleration of the motor as an acceleration detection value, and
A load torque calculation means that performs a calculation to calculate a load torque as the load torque estimated value based on the torque command value and the acceleration detection value calculated by the speed / acceleration conversion means.
The motor controller according to any one of claims 1 to 3, further comprising a.
前記パルス信号が換算されて得られた前記回転角から算出された速度検出値に監視速度マージンを設けることで得られた監視速度の上限値および下限値に基づいて前記速度推定値を監視し、
前記推定部が算出した前記速度推定値が前記監視速度の前記上限値と前記下限値とで定められた許容範囲を超えたときには、前記パルス信号が換算されて得られた前記回転角から算出された速度検出値を、当該速度推定値の代わりに用いて前記トルク指令値を出力し、
前記推定部が算出した前記速度推定値が前記監視速度の前記許容範囲内にあるときには当該速度推定値を用いて前記トルク指令値を出力する、
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電動機の制御装置。 The speed controller
The speed estimation value is monitored based on the upper limit value and the lower limit value of the monitoring speed obtained by providing a monitoring speed margin in the speed detection value calculated from the rotation angle obtained by converting the pulse signal.
When the speed estimation value calculated by the estimation unit exceeds the allowable range defined by the upper limit value and the lower limit value of the monitoring speed, it is calculated from the rotation angle obtained by converting the pulse signal. The torque command value is output by using the speed detection value instead of the speed estimation value.
When the speed estimation value calculated by the estimation unit is within the permissible range of the monitoring speed, the torque command value is output using the speed estimation value.
The motor control device according to any one of claims 1 to 5.
前記電動機はエレベータのかごを走行させる巻上機の一部として構成され、前記巻上機を駆動させるものであることを特徴とするエレベータの制御装置。 An elevator control device provided with the motor control device according to any one of claims 1 to 6.
An elevator control device characterized in that the electric motor is configured as a part of a hoisting machine for traveling a car of the elevator and drives the hoisting machine.
前記パルス信号が換算されて得られた前記回転角から、前記電動機の回転速度を速度検出値として算出するための演算を行う速度演算部と、
を有し、
前記速度制御器は、
前記残距離値が残距離基準値以下のときには、前記推定部が算出した前記速度推定値を用いて前記トルク指令値を出力し、
前記残距離値が残距離基準値以下ではないときには、前記速度演算部が算出した速度検出値を、前記推定部が算出した前記速度推定値の代わりに用いて前記トルク指令値を出力する、
ことを特徴とする請求項７に記載のエレベータの制御装置。 The remaining distance calculation unit that calculates the remaining distance to the target floor of the car that moves up and down in the hoistway as the remaining distance value,
A speed calculation unit that performs a calculation for calculating the rotation speed of the motor as a speed detection value from the rotation angle obtained by converting the pulse signal.
Have,
The speed controller
When the remaining distance value is equal to or less than the remaining distance reference value, the torque command value is output using the speed estimation value calculated by the estimation unit.
When the remaining distance value is not equal to or less than the remaining distance reference value, the speed detection value calculated by the speed calculation unit is used in place of the speed estimation value calculated by the estimation unit to output the torque command value.
The elevator control device according to claim 7.
昇降路内の各階床毎に設置されるドアの高さ方向の位置に対応して設けられ、前記かごの着床位置を検知するためのドアゾーンプレートを検出するドアゾーンプレート検出手段と、
を有し、
前記速度制御器は、
前記ドアゾーンプレート検出手段が、前記かごの位置がドアゾーンにあることを検出していないときには、前記速度演算部が算出した速度検出値を、前記推定部が算出した前記速度推定値の代わりに用いて前記トルク指令値を出力し、
前記ドアゾーンプレート検出手段が、前記かごの位置が前記ドアゾーンにあることを検出したときには、前記推定部が算出した前記速度推定値を用いて前記トルク指令値を出力する、
ことを特徴とする請求項７に記載のエレベータの制御装置。 A speed calculation unit that performs a calculation for calculating the rotation speed of the motor as a speed detection value from the rotation angle obtained by converting the pulse signal.
Provided corresponding to the height position of the door to be installed in each floor bed in ascending descending path, and a door zone plate detecting means for detecting the door zone plate for detecting the landing position of the car,
Have,
The speed controller
The door zone plate detecting means, when not detecting that the cage position Gad Azon is a speed detection value the speed calculation unit has calculated, instead of the velocity estimation value the estimator is calculated Output the torque command value using
When the door zone plate detecting means detects that the position of the car is in the door zone, the torque command value is output using the speed estimation value calculated by the estimation unit.
The elevator control device according to claim 7.
前記速度制御器または推定部は、
前記かごが戸閉した後で、かつ前記かごが目的階に向けて走行を開始する前に計測した前記秤装置の計測値を用いて算出された前記電動機に作用する静的な負荷トルクに、監視トルクマージンを設けた監視トルクの上限値および下限値に基づいて前記負荷トルクの推定値を監視すると共に、
前記速度制御器は、
前記負荷トルクの推定値が前記監視トルクの上限値および下限値で定められた許容範囲を超えたときには、前記角度検出器から出力されたパルス信号が換算されて得られた前記回転角から算出された速度検出値を、前記推定部が算出した前記速度推定値の代わりに用いて前記トルク指令値を出力し、
前記負荷トルクの推定値が前記監視トルクの前記許容範囲内にあるときには前記推定部が算出した前記速度推定値を用いて前記トルク指令値を出力する、
ことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載のエレベータの制御装置。 Has a weighing device for measuring the load in the car to lift the temperature descending path,
The speed controller or the estimation unit,
To the static load torque acting on the motor calculated using the measured values of the weighing device measured after the car is closed and before the car starts traveling toward the destination floor. While monitoring the estimated value of the load torque based on the upper limit value and the lower limit value of the monitoring torque provided with the monitoring torque margin,
Said speed controller,
When the estimated value of the load torque exceeds the allowable range defined by the upper limit value and the lower limit value of the monitoring torque, it is calculated from the rotation angle obtained by converting the pulse signal output from the angle detector. The torque command value is output by using the speed detection value instead of the speed estimation value calculated by the estimation unit.
When the estimated value of the load torque is within the allowable range of the monitoring torque, the torque command value is output using the speed estimation value calculated by the estimation unit.
The elevator control device according to any one of claims 7 to 10.
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2018/012856 WO2019186788A1 (en) | 2018-03-28 | 2018-03-28 | Electric motor control device and elevator control device |
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