JPH0632547A - エレベータの速度応答制御定数オートチューニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 乗り心地を良くする速度応答制御定数を自動
調整する。 【構成】 この発明のエレベータの速度応答制御定数オ
ートチューニング装置は、速度指令発生部が与えるステ
ップ状の速度指令に対して、速度制御部が内蔵するＰＩ
Ｄ制御定数に基づくＰＩＤ制御によりエレベータ実速度
が追従するように速度制御する。この速度制御部の速度
制御に対して、応答特性判定部が応答特性が基準値内に
収まっているかどうか判定し、基準値内に収まっていな
い場合には、速度応答制御定数調整部がＰＩＤ制御定数
を再調整して速度制御部に与える。そして、速度制御部
は新たに与えられた制御定数に基づいて上述の速度制御
動作を行ない、応答特性判定部が応答特性が基準値内に
収まったと判定するまで制御定数の調整を自動的に繰り
返し、乗り心地が良い速度制御ができるような制御定数
を自動的に見いだして、速度制御部に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エレベータの速度応
答制御定数を自動的に調整するエレベータの速度応答制
御定数オートチューニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にエレベータでは、その安全性、信
頼性と共に、乗り心地の良否が性能上の重要な要素とさ
れている。そして乗り心地の良否は、滑らかな速度基準
波形とそれに追従した最適な速度制御を行なうかどうか
によって決定される。

【０００３】そこで従来から、エレベータの設置時にエ
レベータの速度応答制御定数の調整作業がなされている
が、これは図２に破線で示したステップ状の速度基準Ｖ
１に対する速度応答、つまり実線で示すインディシャル
応答波形Ｖ２を波形記録計によってチェックしながらΔ
Ｖ，Δｔが一定の基準値内に収まるように速度制御部の
速度応答制御定数を調整する作業を行なっていた。ま
た、速度応答性は、同じ速度応答制御定数を与えても、
機械的要因によって変化してしまうために稼働後の機械
的ななじみによって変化していくことがあり、場合によ
っては据え付け直後から数カ月後で大きな変化があり、
再調整しなければならない場合もあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のエレ
ベータでは、このような速度応答制御定数の調整を作業
員の手作業で行なっていたために、次のような問題点が
あった。すなわち、エレベータの速度応答制御定数は１
つのではなく、一般にＰＩＤ制御と呼ばれる方式が採用
され、Ｐは比例要素、Ｉは積分要素、Ｄは微分要素であ
り、これらの３要素の組合せによってインディシャル応
答の形状が変化するので、波形を見ながらΔＶ、Δｔの
値が最適値と思われる値になるように３つの要素を調整
する必要があり、この波形記録計の波形を見ながら分析
する知識が要求され、熟練した技術者であっても調整に
長い時間がかかる問題点があった。

【０００５】この発明はこのような従来の問題点に鑑み
なされたもので、乗り心地を良くするような最適な速度
応答を得るための制御定数を、波形記録計を用いること
なく、また技術者の個人差なく、短時間のうちに自動的
に調整することができるエレベータの速度応答制御定数
オートチューニング装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のエレベータの
速度応答制御定数オートチューニング装置は、ステップ
速度指令を与える速度指令発生部と、この速度指令発生
部のステップ速度指令に対して速度制御を行なう速度制
御部と、この速度制御部の速度制御応答特性を判定する
応答特性判定部と、この応答特性判定部の判定結果に基
づき、前記速度制御部の速度応答制御定数を調整する速
度応答制御定数調整部とを備えたものである。

【０００７】

【作用】この発明のエレベータの速度応答制御定数オー
トチューニング装置では、速度指令発生部が与えるステ
ップ状の速度指令に対して、速度制御部が内蔵するＰＩ
Ｄ制御定数に基づくＰＩＤ制御によりエレベータ実速度
が追従するように速度制御する。この速度制御部の速度
制御に対して、応答特性判定部がΔＶ、Δｔが基準値内
に収まっているかどうか判定し、基準値内に収まってい
ない場合には、速度応答制御定数調整部がＰＩＤ制御定
数を再調整して速度制御部に与える。

【０００８】そして、速度制御部は新たに与えられた制
御定数に基づいて上述の速度制御動作を行ない、応答特
性判定部がΔＶ、Δｔが基準値内に収まったと判定する
まで制御定数の調整を自動的に繰り返す。

【０００９】こうして、速度指令発生部の与えるステッ
プ状の速度指令に対して乗り心地が良い速度制御ができ
るような制御定数を自動的に見いだして、速度制御部に
設定する。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。

【００１１】この発明のエレベータの速度応答制御定数
オートチューニング装置は、実際にはマイクロコンピュ
ータを用いたソフトウェアプログラムにより実現される
ものであるが、機能的な説明のために図１にその一実施
例の機能ブロック図を示している。

【００１２】エレベータは一般に図１に示すように、か
ご１がワイヤーロープ２を介してカウンターウェイト３
に連結されている。モータ４はその回転力をブレーキド
ラム５を介してシーブ６に伝達するようになっており、
シーブ６が回転することによって、これに巻き付けられ
ているロープ２がかご１を上下させるようになってい
る。

【００１３】かご１の速度はモータ４の回転速度の制御
により行なうのであるが、モータ４の回転速度制御のた
めに速度制御部７が備えられ、ＰＩＤ制御を行なうよう
になっている。またエレベータの静止時または電源がな
い状態ではモータ４の回転力がなく、機械的に停止させ
る力が必要であるが、このブレーキ機構として摩擦係数
の高い材質のブレーキシュー８をブレーキバネ９の力で
ブレーキドラム５に押しつけて静止させるようになって
いる。

【００１４】そしてこの発明のエレベータの速度応答制
御定数オートチューニング装置を実現するために、ステ
ップ速度指令を速度制御部７に与える速度指令発生部１
０と、この速度指令発生部１０の与えるステップ速度指
令に対して速度制御部７が行なったＰＩＤ制御に基づく
速度制御応答特性を判定する応答特性判定部１１と、こ
の応答特性判定部１１の判定結果に基づき、速度制御部
７の速度応答制御定数を調整する速度応答制御定数調整
部１２と、モータ４の速度を速度制御部７にフィードバ
ックするための速度検出器１３とが備えられている。

【００１５】さらに、この実施例では特に、かご１とカ
ウンターウェイト３との重量アンバランスを電気的に補
正した状態でインディシャル応答動作を実行させる必要
があるために、かご内荷重を検出して速度制御部７に与
えるための荷重検出器１４が備えられている。

【００１６】次に、上記構成のエレベータの速度応答制
御定数オートチューニング装置の動作について説明す
る。

【００１７】まず図２の波形図においてインディシャル
応答について説明すると、破線が速度指令発生部１０の
与えるステップ状の速度基準波形Ｖ１であり、実線がそ
れに応答したモータ４の速度波形Ｖ２である。一般に速
度応答特性は、後述する時間Δｔ（＝Ｔ３−Ｔ２）と速
度偏差ΔＶの値がある基準値以内であるかどうかを判定
の目安とする。

【００１８】そこでまず、タイミングＴ１において、調
整員が調整部１２に対して速度応答制御定数オートチュ
ーニングの指令を与えると、速度制御部７がこの調整部
１２からその指令を受け取り、かご１とカウンターウェ
イト３との重量差に見合ったトルクをモータ４に対して
出力する。これにより、タイミングＴ２で、機械的なア
ンバランスを電気的トルクによってバランスさせた状
態、つまり静止制御状態でブレーキ開放指令を出力し、
モータ４を機械的にフリーな状態にする。

【００１９】その後、速度制御部７は、調整部１２から
の指令に基づいて速度指令発生部１０からステップ状の
速度基準を受け取り、モータ４を起動し、速度検出器１
３からの速度フィードバック量をこの速度基準と比較し
ながらＰＩＤ速度制御を行なう。この際のＰＩＤ制御に
用いる制御定数はあらかじめ設定されている初期値が用
いられる。

【００２０】そしてこの際の速度検出器１３からの速度
波形が応答特性判定部１１において分析され、起動から
速度基準Ｖに対して０．６３Ｖになるまでの時間Δｔ
（＝Ｔ３−Ｔ２）とオーバーシュート量ΔＶの値から速
度応答特性を判定する。そして、このΔｔ，ΔＶが所定
の基準値以内に収まっていれば調整終了とし、そうでな
ければ、応答特性判定部１１は調整部１２に対して制御
定数を変更し、再調整動作する指令を出力する。

【００２１】そこで、調整部１２はこのΔｔ，ΔＶの値
から判断し、基準値に近くなる方向への定数を計算し、
これを速度制御部７に新たなＰＩＤ制御定数として出力
する。

【００２２】以降は、上述の速度波形からΔＴ，ΔＶを
求めてそれらが基準値以内に収まっているかどうかを判
定し、収まっていれば調整を完了し、収まっていなけれ
ば同様の操作を繰り返すことになる。

【００２３】ここで、Δｔ，ΔＶに対するＰＩＤ制御定
数の調整量は、あらかじめ調整部１２に経験的に求めら
れた値が保存されているものとする。そして一般に、Δ
ｔが最適値よりも小さい場合にはＰ要素またはＩ要素を
減らし、Ｄ要素を増やす方向に調整するのが適当である
が、実際の調整手順としては、Ｉ，Ｄ要素を少なくして
おいて、Ｐ要素のみでΔｔが基準値以内になるような値
とし、Ｉ要素を増やすことにより基準値よりもΔＶを大
きくし、Δｔを小さくする方向とした後、Ｄ要素を増や
して基準値に近づける。さらに実際には、Ｐ要素に関し
ては経験値からあらかじめ概略値があるので、特殊な場
合を除いて、Ｉ，Ｄ要素のみの調整で実現することがで
きる。

【００２４】以上の速度応答制御定数オートチューニン
グ操作を図３のフローチャートに基づいて説明すると、
まずステップ状速度指令Ｖ１に対する実際速度の波形Ｖ
２を求め（ステップＳ１）、これからまずΔｔを求め
（ステップＳ２）、それが基準値以内の値かどうか判定
する（ステップＳ３）。

【００２５】Δｔが基準値以内であれば、続いてΔＶを
求め（ステップＳ４）、それが基準値以内の値かどうか
判定し（ステップＳ５）、共に基準値以内であれば調整
終了する（ステップＳ６）。

【００２６】しかしながら、ステップＳ３のΔｔの判定
で、それが基準値以内でなければ、Ｉ要素について調整
可能範囲の値となっているかどうか判定し（ステップＳ
７）、調整可能であればまず、Ｉ要素の変更処理を行な
い、Ｉ要素が調整可能範囲でなければＤ要素について変
更処理を行ない、それらの値を新たな速度制御定数とし
て再調整操作を行なう（ステップＳ８〜Ｓ１１）。

【００２７】そしてΔｔが基準値以内に収まるようにな
れば、続いてΔＶについて再調整を行なうことになるが
（ステップＳ１〜Ｓ５）、ΔＶが基準値以内に収まって
いなければ、Ｄ要素が調整可能範囲内かどうか判定し
（ステップＳ１２）、調整可能範囲内であればＤ要素の
変更処理を行ない（ステップＳ９）、調整可能範囲内で
なければＩ要素について変更処理を行ない（ステップＳ
８）、それらの値を新たな速度制御定数として再調整操
作を行なう（ステップＳ１０，Ｓ１１）。

【００２８】こうして、最終的にΔｔ，ΔＶが共に基準
値以内に収まるようになれば、速度応答制御定数のオー
トチューニング操作を終了することになる（ステップＳ
１〜Ｓ６）。

【００２９】こうして、乗り心地を良くするような速度
応答制御定数を自動的に見いだして速度制御部のＰＩＤ
制御定数として用いることができるようになり、乗り心
地の良いエレベータ運転が可能となる。

【００３０】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ステッ
プ状の速度指令に対してＰＩＤ制御定数に基づくＰＩＤ
制御によりエレベータ実速度が追従するように速度制御
し、速度指令に対する実速度の応答特性が基準値内に収
まっているかどうか判定し、基準値内に収まっていない
場合には、ＰＩＤ制御定数を自動的に再調整して速度制
御動作を行ない、以下、応答特性が基準値内に収まるま
で制御定数の調整を自動的に繰り返すようにしているの
で、乗り心地が良い速度制御ができるような制御定数を
自動的に見いだして速度制御に用いることができ、従来
のように熟練した技術者による調整が必要ではなくな
り、調整時間の短縮が図れ、また再調整も必要に応じて
自動的に行なうことができ、サービスの向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の機能ブロック図。

【図２】速度応答特性を示す波形図。

【図３】上記実施例の制御定数自動調整動作を示すフロ
ーチャート。

【符号の説明】

１ かご ３ カウンターウェイト ４ モータ ７ 速度制御部 １０ 速度指令発生部 １１ 応答特性判定部 １２ 制御定数調整部 １３ 速度検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステップ速度指令を与える速度指令発生
   部と、 前記速度指令発生部のステップ速度指令に対して速度制
   御を行なう速度制御部と、 前記速度制御部の速度制御応答特性を判定する応答特性
   判定部と、 前記応答特性判定部の判定結果に基づき、前記速度制御
   部の速度応答制御定数を調整する速度応答制御定数調整
   部とを備えて成るエレベータの速度応答制御定数オート
   チューニング装置。