JPH06278958A - エレベーター装置におけるモデル定数調整装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はエレベーター制御に関し、特に、エレ
ベーター乗りかごの機械系の振動抑制装置のエレベータ
ーモデル定数調整装置及び方法を提供することにある。 【構成】エレベーターの速度制御装置で持っているエレ
ベーターモデルの制御定数を、エレベーターの速度指令
とモデルの出力である推定速度などに基づいて調整する
よう構成にした。 【効果】エレベーターの速度指令とモデルの推定速度と
の偏差が無くなるため、良好にエレベーターの乗りかご
の振動成分を抽出することができ、この脈動信号を用い
て振動抑制制御ができるので、縦ゆれの少ない良好な乗
心地を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエレベーター装置に係
り、特に、良好な乗心地を提供しうる振動抑制装置を備
えたエレベーター装置のモデル定数調整装置及び方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】特願平4−284167 号には、エレベーター
の速度指令を入力とするエレベーターモデルと、このモ
デルの出力を速度制御ループ内に入力する手段を持ち、
このモデルの出力等に基づいて決定される振動抑制信号
によって電動機を制御することにより、不快な乗りかご
振動を軽減しうるエレベーター装置の提案がなされてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、エレベー
ターモデルで用いる制御定数が正しく調整されていれば
振動抑制に大きな効果が期待できるが、正しく調整され
ていないと速度指令に対するモデルの推定速度誤差とな
ることから、この誤差が検出速度との偏差信号にバイア
ス成分として含まれ、偏差信号を入力するエレベーター
速度制御ループ内に悪影響を与える。

【０００４】本発明の目的は、従来技術の問題点を解決
し、エレベーター装置に搭載されるエレベーターモデル
の制御定数の調整装置及び方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記エレベー
ターの速度指令とエレベーターモデルの出力である推定
速度との偏差を無くするため、上記エレベーター速度制
御ループ内への注入手段の一部である信号変換器と上記
定数調整手段とを切り替えるスイッチと、上記モデルの
制御定数を調整する定数調整手段とを備える。

【０００６】

【作用】エレベーター走行中に制御定数を調整する場合
には、上記スイッチを定数調整手段側に切り替え、エレ
ベーター走行中に上記速度指令とエレベーターモデル内
の推定速度との偏差を無くするように上記エレベーター
モデルの制御定数を調整する。調整が終了すれば、エレ
ベーター停止後上記スイッチを上記注入手段（変換器を
介して加算器に入力する）側に切り替える。この方法
は、エレベーターの走行時間に制約されることから、制
御定数の微調整に用いると良い。自動的に制御定数を調
整でき、調整に要する時間を大幅に短縮できる。

【０００７】一方、エレベーター停止中に制御定数を調
整する場合には、上記スイッチを定数調整手段側に切り
替えて予めエレベーターを走行させ、エレベーター加減
速時の速度指令とその時の上記モデルの推定速度、定速
時の速度指令とその時の上記モデルの推定速度等を収集
した後、エレベーター停止させて各々の偏差情報を求め
て制御定数を調整する。調整終了後、上記スイッチを上
記注入手段（変換器を介して加算器に入力する）側に切
り替える。この方法は、速度指令と推定速度を収集し記
憶しているためエレベーターの走行時間に制約されない
で調整できることから竣工前の試験，定期検査時等に用
いることができ、制御定数が大幅にずれている場合に用
いると良い。自動的かつ精度良く制御定数を調整でき
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明によるエレベーター振動抑制制
御装置におけるモデル定数調整装置の実施例を図面によ
り詳細に説明する。図１は本発明が適用されるエレベー
ター装置の全体構成をブロック図で表した図、図２は本
発明の問題としている偏差の発生を説明するためのタイ
ムチャート、図３は制御演算部モデル１８を比例＋積分
動作として表わした例を示す図、図４は慣性系モデルを
積分動作として表した例を示す図。

【０００９】図１において、１はエレベーターの速度指
令、２はエレベーターシステムの実速度を検出するため
の速度検出器で、ここでは電動機の回転軸に直結ないし
はシーブ６やブレーキドラム(図示していない)等でフリ
クション駆動され電動機の速度を検出するパルス発生
器、３は実速度検出器の出力を加工した検出実速度信
号、４は速度指令と検出実速度信号との偏差を求める比
較器、５は速度制御系を構築するための比例積分器など
の制御演算部、７は制御演算部５の出力であるトルク指
令８と振動抑制信号９との加算器、１０はインバータや
コンバータなどの電力変換器、１１は誘導電動機や直流
電動機などのエレベーター駆動用電動機、１２はメイン
ロープ、１３は乗りかご、１４は釣合い錘、３５はコン
ペンセーションロープ、３６はコンペンセーションプー
リ、１５は乗りかごやロープなどの機械系を完全剛体と
見なした慣性系と駆動系や制御系などの電気系を含むエ
レベーター剛体モデル、１６は速度指令１と乗りかごや
ロープなどの機械系を完全剛体と見なした慣性系を含む
エレベーター剛体モデルから得られる電動機の推定速度
１７との偏差を求める比較器モデル、１８は制御演算部
５を模擬した制御演算部モデル、１９は電力変換器１０
を模擬した電力変換器モデル、２０は電動機１１を模擬
した電動機モデル、２１は乗りかごやロープなどの機械
系を完全剛体と見なした慣性系モデル、２２は検出実速
度信号３とエレベーター剛体モデル１５から得られる推
定速度１７との偏差である速度の脈動信号２３を求める
比較器、２４はこの速度脈動信号２３を入力して振動抑
制信号９を作成する信号変換器、５０は速度指令３と推
定速度１７とを用いて制御定数を調整する定数調整手段
５１と信号変換器２４とを切り替えるスイッチ、５２は
エレベーター剛体モデルの制御定数を修正する制御定数
調整信号である。

【００１０】この構成において、動作原理を図２を用い
て説明する。図２において、Ｓ１は速度指令１の例、Ｐ
１はエレベーター剛体モデル１５から得られる推定速度
１７の例、Ｅ１は速度指令１と推定速度１７との偏差信
号（バイアス成分）の例である。ここで、エレベーター
剛体モデル１５の制御定数が実機と異なる値の場合に
は、速度指令１（Ｓ１）と推定速度１７（Ｐ１）とが一
致しないで、例えば、図２に示すような偏差Ｅ１が出
る。振動抑制を行う場合、このような偏差を極力無くす
るようにしなければ振動が発生した場合に正確な速度脈
動成分を抽出できない。本発明は、このような観点から
提案したものである。エレベーター剛体モデル１５の制
御演算部モデル１８は、図３に示す比例＋積分動作とし
て表わすことができ、図２に示す定速時の偏差ε_p に関
係する。また、慣性系モデル２１は、図４に示す積分動
作として表すことができる。しかし、図４に示す重量定
数Ｊは、大きくすると微分定数を等価的に小さくしたと
きと同様の効果が、また、Ｊを小さくすると微分定数を
等価的に大きくしたときと同様の効果を得ることができ
る。このため、重量定数Ｊは、図２に示す加減速時の偏
差ε_v に関係する。他のモデルは一次遅れ動作として表
すことができる。以上より、エレベーター剛体モデル１
５は、全体として比例＋積分＋微分＋一次遅れ動作系と
して考えて、各々のゲインを制御定数として定数調整手
段５１で調整することにより、バイアス成分としての上
記偏差Ｅ１を無くする、或いは最小にすることができ
る。

【００１１】以下、定数調整手段５１の動作の一例を説
明する。定数調整時には、スイッチ５０を定数調整手段
側に切り替える。定数調整手段５１は、図２に示すエレ
ベーター加減速時の偏差ε_vを（１）式で求める。

【００１２】 偏差ε_v＝速度指令値−推定速度 …（１） 次に、偏差ε_vが（２）式を満たしているか否かを判定
する。

【００１３】 ｜ε_v｜＞ε_Limit …（２） ここで、 ε_v：加減速時の偏差 ε_Limit：予め設定している偏差制限値 偏差ε_v が（２）式を満たしている場合には、例えば、
（３）式を用いて調整量を求め、偏差が＋の時には調整
量を制御定数に加え、−の時には制御定数から減ずる。
但し、慣性系のように微分定数と逆比例する重量定数が
設定されている場合、偏差が＋の時には等価的に微分定
数を大きくするため重量定数から調整量を減じ、−の時
には加える必要がある。

【００１４】 調整量Ａ_εv＝Ｋ・（ε_v／Ｋ_D） …（３） ここで、 Ｋ：係数 ε_v：加減速時の偏差 Ｋ_D：微分定数 調整後の制御定数Ｋ_D′＝Ｋ_D＋Ａ_εv …（４） 定速時の偏差ε_pの調整量Ａ_εpについても、加減速時の
偏差ε_vの調整量Ａ_εvと同様にして求める。

【００１５】調整量の求め方は種々の方法がある。表を
記憶しておいて検索する方法、ファジイを含めた知識処
理を用いる方法等が考えられるが、定数調整手段５１と
して何れの方法を用いることも可能である。表を用いる
場合には、調整量を演算する必要が無いため、演算時間
の短縮に効果がある。知識処理を用いる場合には、調整
のための知識の変更が容易になるという利点がある。

【００１６】また、調整量そのものに制限値を設定する
ことで、制御定数が大きく変わりモデルが不安定になる
ことを防止することができる。

【００１７】さらに、スイッチ５０を動作時期と調整要
求信号との論理積の結果に基づいて動作させるように構
成する。調整要求信号は、脈動信号２３にリミッタを介
して与えるように、また、動作時期は手動またはタイマ
を介して自動的に与えるようにすると良い。これによ
り、調整が必要なときに自動的に調整することが可能に
なる。

【００１８】さらに、図１では、エレベーター剛体モデ
ル１５，信号変換器２４，スイッチ５０，定数調整手段
５１を通常の速度制御装置とは別置装置のように示した
が、比較器２２，４，制御演算部５などと同様にエレベ
ーター制御用のマイコン内にソフトウェアで構築すれば
ノイズなどに強い制御系を組むことができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
レベーターの速度指令とエレベーターの剛体モデルから
出力される推定速度との偏差、すなわち、バイアス成分
としての偏差を最小、或いは無くすることができること
から、振動抑制効果を最大限に発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるエレベーター装置の全体構
成を示す図。

【図２】本発明で問題としている偏差の発生を説明する
ためのタイムチャート。

【図３】制御演算部モデルを比例＋積分動作として表わ
した例を示す図。

【図４】慣性系モデルを微分動作として表した例を示す
図である。

【符号の説明】

１…速度指令、２…速度検出器、３…検出実速度信号、
７…加算器、９…振動抑制指令、１０…電力変換器、１
１…エレベーター駆動用電動機、１３…乗りかご、１５
…エレベーター剛体モデル、１７…電動機推定速度、１
９…電力変換器モデル、２０…電動機モデル、２１…慣
性系モデル、２２…比較器、２３…速度脈動信号、２４
…信号変換器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 目黒 都志雄 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内 (72)発明者 大宮 昭弘 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 保苅 定夫 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 黒沢 俊明 東京都千代田区神田錦町一丁目６番地 株 式会社日立ビルシステムサービス内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乗りかごと、これを駆動するエレベーター
   駆動装置と、速度指令装置と、エレベーターの速度検出
   装置と、上記速度指令と検出速度との偏差に応じて上記
   駆動装置を制御する速度制御ループと、上記駆動装置の
   速度指令を入力とするエレベーターモデルと、このモデ
   ルの出力に応じた補償信号を上記速度制御ループ内に入
   力する注入手段とを備えたエレベーター装置において、
   上記エレベーターモデルの制御定数を上記速度指令と上
   記補償信号に応じて調整する定数調整手段を設けたこと
   を特徴とするエレベーター装置におけるモデル定数調整
   装置。
2. 【請求項２】乗りかごと、これを駆動するエレベーター
   駆動装置と、速度指令装置と、エレベーターの速度検出
   装置と、上記速度指令と検出速度との偏差に応じて上記
   駆動装置を制御する速度制御ループと、上記速度指令を
   入力し上記乗りかごなど機械系を完全剛体と見なしたと
   きの上記駆動装置の推定速度を出力するエレベーターモ
   デルと、このモデルの出力と上記駆動装置の速度指令と
   の偏差信号を上記速度制御ループ内に入力する注入手段
   を備えたエレベーター装置において、上記エレベーター
   モデルの比例，積分，微分の制御定数を上記速度指令と
   上記推定速度に応じて各々調整する定数調整手段を設け
   たことを特徴とするエレベーター装置におけるモデル定
   数調整装置。
3. 【請求項３】乗りかごと、これを駆動するエレベーター
   駆動装置と、速度指令装置と、エレベーターの速度検出
   装置と、上記速度指令と検出速度との偏差に応じて上記
   駆動装置を制御する速度制御ループと、上記駆動装置の
   速度指令を入力とするエレベーターモデルと、このモデ
   ルの出力に応じた補償信号を上記速度制御ループ内に入
   力する注入手段とを備えたエレベーター装置において、
   上記エレベーターモデルの制御定数を上記速度指令と上
   記補償信号に応じて調整する定数調整手段と、上記注入
   手段と上記定数調整手段とを切り替えるスイッチを設け
   たことを特徴とするエレベーター装置におけるモデル定
   数調整装置。
4. 【請求項４】乗りかごと、これを駆動するエレベーター
   駆動装置と、速度指令装置と、エレベーターの速度検出
   装置と、上記速度指令と検出速度との偏差に応じて上記
   駆動装置を制御する速度制御ループと、上記速度指令を
   入力し上記乗りかごなど機械系を完全剛体と見なしたと
   きの上記駆動装置の推定速度を出力するエレベーターモ
   デルと、このモデルの出力と上記駆動装置の速度指令と
   の偏差信号を上記速度制御ループ内に入力する手段を備
   えたエレベーター装置において、上記エレベーターモデ
   ルの比例，積分，微分の制御定数を上記速度指令と上記
   推定速度に応じて各々調整する定数調整手段と、上記注
   入手段と上記定数調整手段とを切り替えるスイッチを設
   けたことを特徴とするエレベーター装置におけるモデル
   定数調整装置。
5. 【請求項５】上記定数調整手段は、エレベーター加減速
   時の速度指令とその時の上記モデルの補償信号を推定速
   度に換算した値との偏差，定速時の速度指令とその時の
   上記モデルの補償信号を推定速度に換算した値との偏差
   を用いて制御定数を調整することを特徴とする１項また
   は３項記載のエレベーター装置におけるモデル定数調整
   装置。
6. 【請求項６】上記定数調整手段は、エレベーター加減速
   時の速度指令とその時の上記モデルの推定速度との偏
   差，定速時の速度指令とその時の上記モデルの推定速度
   との偏差を用いて制御定数を調整することを特徴とする
   ２項または４項記載のエレベーター装置におけるモデル
   定数調整装置。
7. 【請求項７】３項乃至６項記載のエレベーター装置にお
   けるモデル定数調整装置において、上記スイッチを上記
   定数調整手段側に切り替えた後上記定数調整手段は、エ
   レベーター走行中の加減速時の速度指令とその時の上記
   モデルの推定速度との偏差と、定速時の速度指令とその
   時の上記モデルの推定速度との偏差とを用いて制御定数
   を調整することを特徴とするエレベーター装置における
   モデル定数調整方法。
8. 【請求項８】１項または２項または５項または６項記載
   のエレベーター装置におけるモデル定数調整装置におい
   て、上記定数調整手段は、予めエレベーターを走行させ
   て加減速時の速度指令とその時の上記モデルの推定速
   度，定速時の速度指令とその時の上記モデルの推定速度
   等を収集した後、エレベーター停止時に収集した速度指
   令と推定速度の偏差を求め、これを用いて制御定数を調
   整することを特徴とするエレベーター装置におけるモデ
   ル定数調整方法。
9. 【請求項９】上記定数調整手段は、乗降客へのサービス
   を開始する前のエレベーター走行中に動作させることを
   特徴とする７項記載のエレベーター装置におけるモデル
   定数調整方法。
10. 【請求項１０】上記定数調整手段は、乗降客へのサービ
    スを終了した後のエレベーター走行中に動作させること
    を特徴とする７項記載のエレベーター装置におけるモデ
    ル定数調整方法。
11. 【請求項１１】上記定数調整手段は、竣工前または定期
    検査時のエレベーター走行中に動作させることを特徴と
    する８項記載のエレベーター装置におけるモデル定数調
    整方法。
12. 【請求項１２】上記定数調整手段は、８項乃至１１項記
    載の動作時期と調整要求信号との論理積の結果に基づい
    て動作させることを特徴とする７項または８項記載のエ
    レベーター装置におけるモデル定数調整方法。
13. 【請求項１３】上記調整要求信号は、人手または自動，
    非周期的または周期的に与えることを特徴とする１２項
    記載のエレベーター装置におけるモデル定数調整方法。
14. 【請求項１４】上記調整要求信号は、上記エレベーター
    走行中の上記速度指令とモデル内の推定速度との偏差が
    予め定めた設定値を超えた場合に与えることを特徴とす
    る１２項記載のエレベーター装置におけるモデル定数調
    整方法。