JPH0731760U - エレベータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 種々の動作条件に適応して性能が変化するこ
とのない、速度パターン信号を有するフィーロバック制
御エレベータ装置を提供する。 【構成】 速度パターン信号に応答し所定の実伝達関数
に従って発生される第１の出力信号を、同じく速度パタ
ーン信号に応答し所定の所望伝達関数に従って発生され
る第２の出力信号と比較することにより、その結果得ら
れるエラー信号を用いてエレベータ駆動装置が見かけ上
ほぼ一定の所望伝達関数を持つように該装置を強制的に
適応させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はエレベータ装置に関し、さらに詳細には、速度パターン信号を有する フィードバック制御エレベータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

フィードバック制御装置は、理想的な速度パターンに基づく速度パターンある いは速度基準信号を用いるが、この基準信号は装置の時間遅れτを補償するよう 修正する必要がある。駆動制御装置の構成に依り、装置のレスポンスは種々の条 件に応じてある程度変動する。このためエレベータの性能に変化が生じる。

【０００３】 理想的な速度パターンを修正するためエレベータ装置に加えられる時間遅れの 補償量は、装置の時間遅れτと最大減速度ａ_ｍの積に応じて変化する。かくして 、加速度を変えようとして速度パターン信号を修正すると、時間遅れの補償量を 再調整する必要が出てくる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、種々の動作条件に適応して性能が変化することのないエレベ ータ装置を提供することにある。

【０００５】 本考案によれば、エレベータ昇降箱、速度パターン信号を発生する速度パター ン手段、前記昇降箱の駆動装置であって前記速度パターン信号に応答し所定の実 伝達関数に従って第１の出力信号を発生する駆動装置より成るエレベータ装置に おいて、第１の手段は前記速度パターン信号に応答し、所定の所望伝達関数に従 って第２の出力信号を発生し、第２の手段は前記第１及び第２の出力信号の差に 応答してエラー信号を発生する比較手段を含み、前記エラー信号は前記駆動装置 に加えられる速度パターン信号を修正することにより前記駆動装置が見かけ上前 記所定の所望伝達関数をもつよう該装置を強制的に適応させることを特徴とする エレベータ装置が提供される。

【０００６】 以下、添付図面を参照して、本考案を実施例につき詳細に説明する。

【０００７】

【実施例】

添付図面を参照して、図１は典型的な従来技術の閉ループ型エレベータ装置を 示すブロック図である。ブロック１２で表わす速度パターン発生器は、ブロック １４で表わす実伝達関数Ｇ_Ａ（ｓ）を有するエレベータ装置に速度パターンを加 える。速度パターン発生器１２は、装置の時間遅れを補償するための理想速度パ ターンの修正手段を含む。たとえば、これから停止することになる階に関するエ レベータ昇降箱の相対的位置の関数である減速速度パターンは、以下の式に示す ように、その停止点までの距離の平方根をとることによって発生される。

【０００８】

【数１】 上式において、ｆ（ｘ）は減速パターン；ａ_ｍは最大減速速度；Ｘはエレベータ 昇降箱の位置：Ｘ_ｆはエレベータ昇降箱の最終位置（着床装置への移行点）；Ｘ _ｆ は移行点でのエレベータ昇降箱の速度；τは装置の時間遅れである。

【０００９】 時間遅れの補償量は、選択した特定の最大減速度と関係があり、このため時間 遅れの補償量はもし減速度が変化すれば変化させる必要がある。かくして、上述 したように、理想速度パターンを用いるが、そのパターンを装置の時間遅れを補 償するため修正する必要のないエレベータ装置を提供することが望ましい。この 場合、理想速度基準信号を変化させても、時間遅れ補償量を再調整する必要がな い。また、性能が変化することのないエレベータ装置を提供することが望ましい 。これらの目的は、図２に示した本考案の一実施例に従ってエレベータ装置を構 成することによって達成される。

【００１０】 図２は、本考案の一実施例であるエレベータ装置のブロック図であり、駆動装 置が実伝達関数Ｇ_Ａ（ｓ）として見かけ上ほぼ一定の所望伝達関数Ｇ_Ｄ（ｓ）を もつよう強制的に適応せしめられる。この装置の前に、同じ一定の所望伝達関数 の逆数、すなわち、１／Ｇ_Ｄ（ｓ）がある。

【００１１】 速度ループの所望伝達関数のよい近似は、以下に示す比較的簡単な二次伝達関 数により与えられるが、それにより問題のダイナミック・レンジにおいて所望の レスポンスが与えられる。

【００１２】

【数２】 詳しく説明すると、ブロック１６で示す所望の伝達関数Ｇ_Ｄ（ｓ）のレスポン スは、加算点１８でエレベータ装置の実伝達関数Ｇ_Ａ（ｓ）のレスポンスと比較 される。この加算点で得られる差は、ブロック２０で示すフィードバック差動増 幅器Ｈ_３に加えられる。増幅器２０は安定化増幅器であり、装置全体の所望伝達 関数を得るために必要な最小利得にセットされている。増幅器２０の出力は、装 置の実及び所望レスポンスの間の差であり、それは加算点２２のひとつの入力へ 加えられる。

【００１３】 時間遅れ補償のない理想速度パターンは、ブロック２４で表わされる発生器に より与えられ、ブロック２６で示すファンクションを介して加算点２２へ加えら れる。このファンクションは、装置の所望伝達関数の逆数、すなわち、１／Ｇ_Ｄ （ｓ）である伝達関数を有する。真の逆数が所望されるが、実際には、信号の抑 制及びノイズの除去がブロック２６内へ組込まれるため真の逆数は得られない。 以下の式（３）は、信号抑制及びノイズ除去のないＧ_Ｄ（ｓ）の逆数を表わす。 この伝達関数は、使用するバンドパスフィルタの伝達関数により修正される。

【００１４】

【数３】 図２に示した構成は結果的には、見かけ上時間遅れが０である装置を提供し、 かくして、時間遅れの補償なしに理想速度パターンを用いることができる。理想 速度パターンを用いるため、時間遅れの補償量を再調整する必要がなく、このた めそのパターンにより表わされる加速度を容易に変化できる。また、装置のレス ポンスは所望のレスポンスに近いため、ほぼ一定の所望伝達関数に追従するエレ ベータ装置の性能はより一層変化のないものとなる。

【００１５】 エレベータ装置のレスポンスは入力にぴったり追従するため、普通のエレベー タ装置では問題にならないそのパターンのわずかな不規則性にも追従することに なる。かくして、パターンの不規則性がエレベータ装置の乗り心地に反映する。 したがって、円滑な乗り心地を得るためには、円滑な速度パターンが必要である 。

【００１６】 図３は、円滑な速度パターンが確実に得られない場合に用いることのできる、 本考案の他の実施例に従って構成したエレベータ装置のブロック図である。図３ のブロック図は、エレベータ駆動装置の伝達関数が見かけ上所望の伝達関数をも つよう強制的に適応せしめられるという点において、図２のブロック図と似てい る。しかしながら、図３の装置は図１におけるように装置の時間遅れに対して修 正された理想速度パターン発生器を用い、図２に示したファンクション２６が取 り除かれている。

【００１７】 図４は、図２の実施例に従って構成したエレベータ装置３０の概略図であり、 図２及び４図に示したと同様なファンクションを同一の参照数字で示す。エレベ ータ装置３０は、駆動装置３２を有し、その装置は交流もしくは直流駆動モータ を有する。例示の目的のために、駆動装置３２は電機子３６と界磁巻線３８を有 する直流駆動モータ３４より成るように図示されている。電機子３６は、調整可 能な直流電圧源に接続されている。電圧源は界磁電流が所望の大きさの単方向電 位が得られるよう制御されるモータ発電機セットの直流発電機か、もしくは図４ に示すようにデュアルコンバータ４０のような静止型直流電圧源である。デュア ルコンバータ４０は、その早いレスポンスが本考案の速度制御ループに理想的に 適合するため例示的に示されている。

【００１８】 デュアルコンバータ４０は、第１及び第２のコンバータ・バンクより成り、そ れらのコンバータ・バンクは逆並列に接続した三相全波ブリッジ型整流器である 。各コンバータは交流と直流回路の間で電力を交換するよう接続した複数の静止 制御型整流装置より成る。交流回路は、交流電源４２とバス４４，４６及び４８ より成り、直流回路は、直流モータ３４の電機子３６が接続されるバス５０及び ５２より成る。デュアルコンバータにより制御整流装置の導通あるいは点弧角が 制御されて電機子３６へ加えられる直流電圧の大きさが調節され、コンバータ・ バンクを選択的に作動することにより電機子への直流電流の流れ方向を逆転でき る。デュアルコンバータとしては、英国特許第１，４３１，８３２及び１，４３ １，８３１号明細書に詳細に示したような型のものを用いることができる。

【００１９】 駆動モータ３４の界磁巻線３８は図４で電池として示される直流電圧源５４に 接続されるが、この直流源として単一ブリッジコンバータのような任意の適当な 電源を用いてもよい。

【００２０】 駆動モータ３４は、総括的に点線５６で示されており、けん引鋼車５８が固定 される駆動軸を有する。エレベータ昇降箱６０は、けん引鋼車５８に通される複 数のワイヤロープ６２により支持される。ロープ６２の他端は、釣り合いおもり ６４に接続される。エレベータ昇降箱は、それが到達する階６８にような複数の 階あるいは乗場を有する構造物の昇降道６６内に配設される。

【００２１】 構造物あるいは構造物内のエレベータ昇降箱６０の位置は、一般的に統括制御 器７０として示されるフロアセレクタのような任意の適当な手段と、エレベータ 昇降箱の運動に応答して回転するパルスウィール７２により測定される。ピック アップ７４は、パルスウィールの運動をパルスへ交換し、そのパルスは制御器７ ０の可逆昇降箱位置カウンタの指示を漸増的あるいは漸減的に変化させるために 用いられる。英国特許第１，４３６，７４３号明細書は、かかる漸増カウント昇 降箱位置指示装置の詳細を開示する。

【００２２】 エレベータの昇降箱６０内の適当な昇降箱ステーション（図示せず）に登録さ れた箱呼びは、導体７６を介して制御器７０へ送られ、各乗場において各乗場呼 び押ボタン装置７８などを介して登録される乗場呼びは導体７９を介して制御器 ７０へ送られる。統括制御器７０は、パルスＮＬＣを理想速度パターン発生器２ ４へ送り、そのパルスは速度パターン発生器により速度パターンＩＳＰを発生す るために用いられる。米国特許第３，７４７，７１０号明細書に示される速度パ ターン発生器を用いることができる。しかしながら、平方根ファンクションのあ との、種々の減速度に適応させる調整可能な時間遅れの補償ファンクションは用 いない。統括制御器７０はまた、信号ＡＣＣを速度パターン発生器２４へ送り、 適当な時点において加速及び減速を開始させる。

【００２３】 エレベータ昇降箱６０の運動モード及び昇降道６６内のその位置は、駆動モー タ３４の電機子３６へ加える電圧の大きさにより制御される。電機子３６へ加え る直流電圧の大きさは、速度パターン発生器２４により与えられる速度コマンド 信号ＩＳＰにより変化する。速度コマンド信号ＩＳＰに応答して速度及びエレベ ータ昇降箱６０の位置を制御するサーボ制御ループ８０は、本考案の実施例に従 って構成される。

【００２４】 制御ループ８０を単純化するために、モータ電流及び速度フィードバックルー プだけを示す。加速度フィードバックループのような他のフィードバックループ を組込むこともできる。

【００２５】 図２の所望伝達関数へ強制的に適応させる装置を、理想速度パターン発生器２ ４と加算点８２の間に用いる。ブロック１６の所望伝達関数Ｇ_Ｄ（ｓ）はマイク ロプロセッサあるいは演算増幅器により発生することができる。演算増幅器を用 いた回路を図５に示す。

【００２６】 詳細には、式（２）に従って動作する図５の回路は、第１及び第２の演算増幅 器８４及び８６を有し、この回路の入力端子８８は抵抗９０を介して演算増幅器 ８４の反転入力へ接続される。演算増幅器８４の出力は、抵抗９２を介して演算 増幅器８６の非反転入力に接続される。演算増幅器８４の非反転入力は接地され る。コンデンサ９４は、その反転入力と出力の間に接続され、抵抗９６はその反 転入力と演算増幅器８６の非反転入力の間に接続される。コンデンサ９８は演算 増幅器８６の非反転入力を接地し、その反転入力は抵抗１００を介して接地され る。抵抗１０２は、演算増幅器８６の出力をその反転入力に接続し、関数１６の 出力は出力端子１０４に現われる。式（２）において、Ｋを１、ρを０．４、ω _０ が１０として、所望の伝達関数Ｇ_Ｄ（ｓ）を模擬するためのコンピュータによ るシミュレーションにおいて次の値を用いた。

【００２７】 抵抗９０−８０キロオーム； 抵抗９２，９６，１００及び１０２−それぞれ４０キロオーム； コンデンサ９４−１マイクロファラッド； コンデンサ９８−６．２５マイクロファラッド。

【００２８】 これらの値は、利得Ｋ、ρ及びω_０に対して選択した特定設計パラメータの典 型的な値を示すために例示的に示したものである。

【００２９】 駆動モータ３４の実際の角速度、即ち実角速度は、タコメータＴ１（参照数字 １０６で示す）により発生することができ、実角速度は信号ＶＴ１で示される。 信号ＶＴ１は強制適応ループの加算点１８へ入力され、それはまた加算点８２で 速度パターン信号ＶＳＰと比較される速度フィードバック信号にもなる。増幅器 １０８は加算点８２での比較動作から得られるエラー信号ＶＥを調整するが、そ の調整は本質的にはエラー信号の積分である。増幅器１１０は信号ＶＥを調整し て、加算点１１２で信号ＶＣＦと比較される電流基準値として用いるのに適当な 信号ＶＣ２を発生させる。信号ＶＣＦは実際のモータ電流に従って変化するが、 それは導体４４，４６及び４８を通る電流を測定する変流器１１４と整流器１１ ６により発生することができる。電流基準値については、上述した英国特許第１ ，４３１，８３２及び１，４３２，８３１号明細書に詳細に説明されている。

【００３０】 加算点１１２からの出力信号ＶＣは、位相制御器１１８に加えられる。位相制 御器１１８は、交流回路からのタイミング波形の助けをかりて、デュアルコンバ ータ４０の制御整流装置のための適当な点弧パルスを発生する。点弧パルスは、 駆動モータ３４が速度パターン信号ＶＳＰに追従してエレベータ昇降箱６０が呼 びに応答し所望階で停止するようなタイミングを与えられる。

【００３１】 図６は、図４に示したエレベータ装置の種々の伝達関数を示す詳細なブロック 図であり、その装置の性能が本考案により如何に改善されるかを示すために種々 の伝達関数がコンピュータでシミュレーションされている。伝達関数Ｇ_１は、Ｃ ＥＭＦフィードバックを有する駆動モータ３４とエレベータの機械装置を表わす 。伝達関数Ｇ_２は、その装置にソリッドステートのモータ駆動装置あるいはデュ アルコンバータ４０を加えたものを示し、Ｈ_１は電流フィードバックループの伝 達関数を示す。伝達関数Ｇ_３は、典型的なエレベータ装置の速度ループの残りの 部分を表わし、伝達関数Ｇ_４は、伝達関数Ｈ_２により表わされる速度フィードバ ックと関数Ｇ_３の要素を含む実際のエレベータ装置の伝達関数を表わす。かくし て、伝達関数Ｇ_４は、前図において用いた伝達関数Ｇ_Ａ（ｓ）と類似する。伝達 関数Ｇ_５は、装置の所望伝達関数にブロック１６及び２０ならびに加算点２２を 加えたものを示す。伝達関数Ｇ_６は、ファンクション２６を導入したあとの改良 型エレベータ装置全体の伝達関数を表わす。１２０で表わされるブロック１／ｓ は、位置フィードバックを表わす。

【００３２】 図７は、実験室での動作モデルの関数Ｇ_４，Ｇ_５及びＧ_６のステップレスポン スを表わすグラフである。各関数について２回のテストを行ない、第２回目のテ ストでは第１回目のテストと異なるように関数Ｇ_４を調節した。関数Ｇ_４は、各 テストについて異なるレスポンスを有し、第１回目のテストに関しては１３パー セントのオーバシュート、第２回目のテストについては２０パーセントのオーバ シュートがあった。関数Ｇ_５については各テストで同じ結果が得られたが、約１ ７パーセントのオーバシュートがあった。本考案に従って構成したエレベータ装 置をシミュレートする関数Ｇ_６のテストでは、各テストにおいて同じ迅速なレス ポンスが得られ、オーバシュートは約２ないし３パーセントにすぎなかった。

【００３３】 図８は、関数Ｇ_４，Ｇ_５及びＧ_６のランプレスポンスを示すグラフである。関 数Ｇ４を用いるレスポンスは、第１回目のテストの調整では０．２９秒の時間遅 れ、第２回目のテストの調整では０．１５秒の時間遅れがあった。関数Ｇ_５は、 第１回目及び第２回目のテストの調整で同じ０．２６秒の時間遅れがあり、所望 レスポンスへ強制適応されることを示した。関数Ｇ_６は、第１回及び第２回のテ ストの両方で０．０１２６秒の非常に小さい時間遅れがあった。これは、図９に 示した方法によりさらに一層正確に示される。

【００３４】 図９は、ランプ入力に対する時間遅れの試験結果を示すグラフである。電圧入 力はＫ（ｔ）で、電圧出力はＫ（ｔ−Ｔ_０）で、Ｔ_０はランプ入力に対する時間 遅れである。試験結果は、関数Ｇ_４に対して２つの異なるテストでそれぞれ異な る時間遅れが得られたことを示す。関数Ｇ_５については両方のテストでほぼ同じ 時間遅れであり、関数Ｇ_６は各テストで同じ非常に小さい時間遅れがあった。

【００３５】 図１０は、関数Ｇ_４及び位置フィードバックを用いたエレベータのシミュレー ションの乗場特性を示すグラフである。信号Ｖ_Ｔは、出力（速度）、信号Ｖ_Ｐは 入力（速度パターン）である。乗場特性は、その２つのテストでそれぞれ異なる ことに注意されたい。第７、８及び９図に示した第１回目及び第２回目のテスト に見られるように２つのテストでは同じ調整値が用いられた。

【００３６】 図１１は、関数Ｇ６及び位置フィードバックを用いたエレベータのシミュレー ションの乗場特性を示すグラフである。このグラフから解かるように、乗場特性 は同一でＶ_Ｔの形もＶ_Ｐの形とほとんど同じであり、これは図１０に示した関数 Ｇ_４についてのシミュレーションとは異なる。

【００３７】

【作用効果】

本考案は、装置の時間遅れを補償するための修正を行わなくても理想速度パタ ーンを用いることが可能なエレベータ装置の改良型に関する。装置の種々の条件 に応じて変化するエレベータ装置の実伝達関数は、即ち実際の伝達関数が、所望 の伝達関数と比較され、その結果得られるエラー信号を用いて該装置が見かけ上 ほぼ一定の所望伝達関数をもつように強制的に適応される。理想速度パターンは 、所望伝達関数の逆数に応答するファンクションを介してこの装置に加えられる 。その結果、時間遅れの補償なしの理想速度パターンの使用を可能にする装置が 得られる。速度パターンは時間遅れの補償をする目的で修正されないので、速度 パターン及び減速度を変化させても、時間遅れの補償量を調整する必要はない。 最後に、装置の種々の条件による伝達関数の変動は感知できるほどのものでない ので、装置の性能変化はさらに一層少なくなる。

【００３８】 要約すると、本明細書で、種々の装置条件に対して性能の変化することが一層 少なく、速度パターンをさらに一層よく追従するエレベータ装置の改良型を開示 した。このエレベータ装置は見かけ上時間遅れが０であるので、速度パターンは 時間遅れを補償するため修正する必要がなく、また加速度が変化するごとに時間 遅れの補償量を再調整しないので速度パターンの変更が単純化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来技術のフィードバック制御型エレ
ベータ装置のブロック図である。

【図２】図２は、本考案の一実施例に従って構成したエ
レベータ装置のブロック図である。

【図３】図３は、本考案の他の実施例を示すブロック図
である。

【図４】図４は、本考案の一実施例に従って構成したエ
レベータ装置の概略図である。

【図５】図５は、エレベータ装置の所望の伝達関数を与
えるために用いることのできる回路の概略図である。

【図６】図６は、図４に示したエレベータ装置の詳細な
ブロック図である。

【図７】図７は、図６により表わされたシミュレートし
たエレベータ装置の特定の伝達関数のステップレスポン
スを示すグラフである。

【図８】図８は、特定の伝達関数のランプレスポンスを
示すグラフである。

【図９】図９は、ランプ入力に対する特定の伝達関数の
時間遅れを示すグラフである。

【図１０】図１０は、図６の特定の伝達関数を用いてシ
ミュレートしたエレベータ装置の乗場特性を示すグラフ
である。

【図１１】図１１は、本考案の実施例により構成したエ
レベータ装置の伝達関数を用いてシミュレートしたエレ
ベータ装置の乗場特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１４ エレベータ装置の実伝達関数 １６ 所望の伝達関数 ２０ フィードバック差動増幅器 ２４ 理想速度パターン発生器

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エレベータ昇降箱、速度パターン信号を
   発生する速度パターン手段、前記昇降箱の駆動装置であ
   って前記速度パターン信号に応答し所定の実伝達関数に
   従って第１の出力信号を発生する駆動装置より成るエレ
   ベータ装置において、第１の手段は前記速度パターン信
   号に応答し、所定の所望伝達関数に従って第２の出力信
   号を発生し、第２の手段は前記第１及び第２の出力信号
   の差に応答してエラー信号を発生する比較手段を含み、
   前記エラー信号は前記駆動装置に加えられる速度パター
   ン信号を修正することにより前記駆動装置が見かけ上前
   記所定の所望伝達関数をもつよう該装置を強制的に適応
   させることを特徴とするエレベータ装置。
2. 【請求項２】 前記速度パターン手段は時間遅れの補償
   なしの理想速度パターン信号を発生する手段と、前記理
   想速度パターン信号に応答し前記所定の所望伝達関数の
   逆数に従って第３の出力信号を発生する第３の手段とよ
   り成り、前記第３の出力信号は前記速度パターン手段に
   より発生され見かけ上時間遅れのない速度パターン信号
   であることを特徴とする前記第１項記載のエレベータ。
3. 【請求項３】 前記速度パターン手段により発生される
   速度パターン信号は、時間遅れの補償がなされた理想速
   度パターン信号であることを特徴とする前記第１項記載
   のエレベータ装置。