KR101901080B1 - 엘리베이터 제어 장치 - Google Patents

Abstract

엘리베이터 제어 장치는 구동 모터의 토크 지령치로부터 직류 성분 및 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 제거하는 필터 수단과, 속도 검출 신호가 직렬 연결된 가속도 변환 수단과 필터 수단에 입력된 때의 출력, 및 토크 지령치가 필터 수단에 입력된 때의 출력에 기초하여 엘리베이터의 관성값을 식별하는 관성 식별 수단을 구비하고 있다. 이에 의해, 고양정 엘리베이터의 관성값을 정확하게 산출할 수 있다. 또한, 관성 식별용의 속도 지령치로서, 동일한 부호이나 크기가 다른 제1 속도치와 제2 속도치로 교대로 전환되는 시간 파형을 포함하는 특징적인 속도 지령치를 이용한다. 이에 따라, 고양정 엘리베이터의 관성값을 단시간에, 그리고 정확하게 산출할 수 있다.

Description

엘리베이터 제어 장치{ELEVATOR CONTROL APPARATUS}

본 발명은 엘리베이터 제어 장치에 관한 것이다.

종래의 엘리베이터 제어 장치는, 먼저 필터 수단으로서의 밴드 패스 필터를 이용하여, 엘리베이터 칸 주행 중의 모터의 토크 지령치로부터 일정한 것으로 간주되는 부하 토크 및 로스 토크의 성분을 제거함으로써 가속 토크 지령치를 추출하며, 다음으로, 이 가속 토크 지령치 및 속도 검출치에 기초하여 엘리베이터의 제1 관성치를 산출하고, 그리고 이 제1 관성치를 이용하여 제어 장치의 제어 파라미터를 수정하여, 연산을 실시하고 있었다 (예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

[선행 기술 문헌]

특허 문헌 1: 일본 특허 제 5298506호 공보

그러나 종래의 엘리베이터 제어 장치는 고층 빌딩의 엘리베이터 시스템에 대해서 적용했을 경우, 로프 언밸런스의 영향을 받아 정확한 엘리베이터의 관성치를 얻는 것이 어렵다고 하는 문제가 있었다. 로프 언밸런스란 로프의 엘리베이터 칸 측 중량과 평형추 측 중량의 중량 차이이다. 이 로프 언밸런스의 값은 엘리베이터 칸 측과 평형추 측의 로프 길이의 차이에 의존하므로, 엘리베이터 칸 주행 중의 엘리베이터 칸 위치에 따라 변화하게 된다. 예를 들면, 엘리베이터 칸이 최하층에 있을 때는 엘리베이터 칸 측에 거의 모든 로프 하중이 로프 언밸런스 량으로서 더해지고, 엘리베이터 칸이 최상층에 있을 때는 평형추 측에 거의 모든 로프 하중이 로프 언밸런스 량으로서 더해지게 된다. 그리고 엘리베이터 칸이 중간 위치 부근에 있을 때에 로프 언밸런스 량은 제로가 된다.

따라서, 모터의 토크 지령치는 엘리베이터 칸이 일정 속도로 주행하고 있더라도 로프 언밸런스의 영향을 받기 때문에 일정한 값이 아니며, 엘리베이터 칸 주행 중의 엘리베이터 칸 위치에 따라 변화하게 된다. 구체적으로는, 엘리베이터 칸이 일정한 속도로 주행 중에 있어서 모터의 토크 지령치의 시간 파형은 어느 기울기를 가진 직선 모양의 시간 파형이 되며, 일정한 것으로 간주하기는 어려웠다.

그리고 종래의 엘리베이터 제어 장치는 엘리베이터 칸의 주행 중 모터의 토크 지령치로부터 일정한 것으로 간주되는 부하 토크 및 로스 토크의 성분을 제거하는 필터 수단을 이용하고 있었기 때문에, 로프 언밸런스의 영향에 의한 일정하지 않은 토크 성분을 제거하는 것은 어려웠다. 그 결과, 로프 언밸런스의 영향을 받아 정확한 엘리베이터의 관성치를 산출할 수 없는 문제가 있었다. 또한, 정확한 엘리베이터의 관성치를 산출할 수 없었기 때문에, 결과적으로 로프 언밸런스가 문제 되는 고층 빌딩의 엘리베이터의 경우에는 엘리베이터 제어 장치의 제어 특성(예를 들면, 속도 지령치에 대한 추종(追從) 특성)이 양호하지 않다는 문제가 있었다.

또한, 본 명세서에서는 엘리베이터의 관성이란 모터에서 보았을 때의 엘리베이터 전체의 관성을 의미하는 것으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 특히 로프 언밸런스가 문제가 되는 고층 빌딩의 엘리베이터(이하에서는, 고양정(高揚程) 엘리베이터라고 한다)의 관성치를 정확하게 산출할 수 있는 엘리베이터 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 엘리베이터 제어 장치는, 엘리베이터의 엘리베이터 칸을 승강 운동시키는 토크를 발생시키는 모터와, 상기 모터의 속도 지령치를 생성하는 속도 지령 생성 수단과, 상기 모터의 속도를 검출하는 속도 검출 수단과, 상기 속도 지령치와 상기 속도 검출 수단으로 검출된 속도치에 기초하여 토크 지령치를 생성하는 토크 지령 생성 수단과, 상기 모터에서 발생된 토크의 값이 상기 토크 지령치에 일치하도록 상기 모터를 제어하는 토크 제어 수단과, 상기 속도 검출 수단에서 검출된 속도치와 상기 토크 지령치에 기초하여 상기 엘리베이터의 관성치를 산출하는 관성 산출 수단을 구비한 엘리베이터 제어 장치에 있어서, 상기 관성 산출 수단은, 상기 토크 지령치의 시간 파형으로부터 직류 성분 및 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 제거하는 필터 수단과, 속도의 차원을 가지는 시간 파형을 가속도의 차원을 가지는 시간 파형으로 변환하는 가속도 변환 수단과, 상기 속도 검출 수단에서 검출된 속도치의 시간 파형이, 직렬 연결된 상기 가속도 변환 수단과 상기 필터 수단에 입력된 때의 출력, 및 상기 토크 지령치의 시간 파형이 상기 필터 수단에 입력된 때의 출력에 기초하여 상기 엘리베이터의 관성치를 식별하는 관성 식별 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따른 엘리베이터 제어 장치에 의하면, 관성 산출 수단으로서 토크 지령치로부터 직류 성분 및 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 제거하는 주파수 특성을 갖는 필터 수단과, 속도 신호를 가속도 신호로 변환하는 가속도 변환 수단과, 직렬 연결된 가속도 변환 수단과 필터 수단을 통해 속도 검출 수단의 검출 신호가 입력된 때의 출력, 및 필터 수단에 토크 지령치가 입력된 때의 출력에 기초하여 엘리베이터의 관성치를 식별하는 관성 식별 수단을 구비하고 있으므로, 특히 로프 언밸런스가 문제가 되는 고양정 엘리베이터의 관성치의 산출에 있어서도 토크 지령치로부터 적절히 가속도 토크의 성분을 추출할 수 있어, 결과적으로 엘리베이터의 관성치를 정확하게 산출할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.

또한, 여기서 산출된 관성치를 이용하여 제어 장치의 제어 파라미터를 수정하여 연산을 실시함으로써, 제어 특성, 예를 들면, 속도 지령치에 대한 엘리베이터 제어 장치의 추종 특성을 양호하게 하는 효과를 달성한다.

또한, 본 명세서에서는 로프 언밸런스의 영향에 대해 이해하기 쉽도록 하는 것을 우선시하기 위하여, 엘리베이터 기계계에 있어서 일본 특개소 57-57172호 공보에 개시되어 있는 콘펜 로프(혹은, 중량 보상 로프)는 이용하지 않은 것으로 설명하고 있다. 콘펜 로프는 로프 언밸런스를 최대한 보상할 있도록 한 것이다. 그러나 엘리베이터 기계계에 있어서의 다양한 사양에 대응할 수 있도록 매우 많은 종류의 콘펜 로프를 준비하는 것은 상당히 어려운 일이기 때문에, 이미 일본 특개소 57-57172호 공보에 개시된 바와 같이, 현실적으로는 콘펜 로프를 이용했을 경우에도 콘펜 로프로는 로프 언밸런스를 충분히 보상하지 못하고 로프 언밸런스의 영향이 나와 버리는 것은 잘 알려져 있다. 따라서, 콘펜 로프를 이용했을 경우에 대하여도 로프 언밸런스의 영향을 받아 정확한 엘리베이터의 관성치를 산출할 수 없었다는 종래 기술의 문제 설정은 적절하다고 말할 수 있다. 즉, 엘리베이터 기계계에 콘펜 로프를 이용하거나 이용하지 않는 것과는 관계없이, 본 발명에 따른 엘리베이터 제어 장치는 유효하며, 상술한 효과를 달성한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1 및 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치를 포함하는 엘리베이터 시스템의 전체도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치의 속도 제어부의 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1 및 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치의 관성 산출부의 내부 구성도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 관성 산출부의 내부에 있어서의 연산 처리의 일 구체예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1 및 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치의 속도 지령치(관성 식별용)의 시간 파형의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치의 속도 제어부의 내부 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 엘리베이터 제어 장치의 관성 산출부의 내부 구성도이다.
도 8은 일반적인 엘리베이터 제어 장치를 이용한 고양정 엘리베이터의 통상 주행 시 속도 지령치 및 토크 파형(토크 지령치)을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

실시 형태 1.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 것이다.

우선, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터 제어 장치의 구성에 대해 설명한다.

도 1에서 엘리베이터 제어 장치(1)는 속도 지령 생성부(2)가 생성한 모터의 속도 지령치에 따라 속도 제어부(3)에 의해 토크 지령치를 발생시키고, 이 토크 지령치에 기초하여 토크 제어부(5)를 통해 모터(7)를 구동 제어한다.

모터(7)는 시브(sheave)(9)를 회전 구동하도록 구성되며, 시브(9)의 홈에는 로프(11)가 걸려있다. 로프(11)의 일단에는 엘리베이터 칸(15)이 고정됨과 동시에, 타단에는 평형추(13)가 고정되어 있다. 여기에서 시브(9), 로프(11), 엘리베이터 칸(15), 및 평형추(13)는 엘리베이터 기계계를 구성하고 있으며, 이들은 엘리베이터 제어 장치(1)에 의해 구동 제어된다. 엘리베이터 기계계와 엘리베이터 제어 장치(1)에 의해 엘리베이터 시스템의 전체가 구성된다.

그리고 엘리베이터 제어 장치(1)는, 추가로 모터(7)의 회전 위치를 검출하여 속도 검출치를 발생시키는 속도 검출부(20)를 구비하고 있다. 속도 검출부(20)는 위치 검출치를 발생시키는 인코더(8)와, 인코더(8)의 출력에 기초하여 속도 제어부(3)에 입력되는 속도 검출치를 출력하는 미분기(19)를 구비하고 있다.

도 2에서 속도 제어기(3)의 일 구체예인 속도 제어부 A(3a)는 속도 지령치와 속도 검출치를 입력하여 토크 지령치를 발생시키는 토크 지령 생성부 A(40a)와 관성을 결정하는 관성 결정부 A(50a)를 구비하고 있다.

토크 지령 생성부 A(40a)는 속도 지령치로부터 속도 검출치를 감산하여 제1 속도 편차치를 구하는 제2 감산기 A(41a)와, 제1 속도 편차치를 입력하여 토크 지령치를 구하는 PI 제어기(43)를 구비하고 있다.

관성 결정부 A(50a)는 관성 산출부(60)와, 판단부 A(69a)와, 제어 파라미터 설정부 A(71a)를 구비하고 있다.

관성 산출부(60)는 속도 검출치와 토크 지령치를 입력하여 관성 식별값을 구한다. 판단부 A(69a)는 관성 산출부(60)에서 구한 관성 식별값이 적절한 값인지 아닌지를 판단하여, 적절한 관성 식별값을 확정하여 출력한다. 제어 파라미터 설정부 A(71a)는 판단부 A(69a)에 의해 확정된 적절한 관성 식별값을 이용하여 엘리베이터 제어 장치의 제어 파라미터를 적절히 설정한다.

엘리베이터 제어 장치(1)는 제어 파라미터 설정부 A(71a)에 의해 설정된 제어 파라미터를 이용하여 연산을 수행한다. 여기서의 제어 파라미터란, 예를 들어 토크 지령 생성부 A(40a)에 있어서의 PI 제어기(43)의 이득을 가리킨다.

또한, 제어 파라미터 설정부 A(71a)는 판단부 A(69a)에 의해 확정된 적절한 관성 식별값을 고려하여, 예를 들어 속도 제어 시스템의 개방 루프 전달 특성(또는, 속도 제어 시스템의 제어 대역)이 설계치에 일치하도록 PI 제어기(43)의 이득 값을 설정한다.

또한, 적절한 관성 식별값이 존재하지 않는 초기 상태에서는 제어 파라미터 설정부 A(71a)는 PI 제어기(43)의 이득 값을 설정함에 있어서, 예를 들어 기계 구조에 대한 설계 검토 결과로부터 산출한 관성값을 이용하여, 상술한 바와 같이 속도 제어 시스템의 개방 루프 전달 특성이 설계치에 일치하도록 설정하게 된다.

도 3에서 관성 산출부(60)의 일 구체예인 관성 산출부 F(60f)는, 가속도 변환부(61)와, 필터부(62)와, 관성 식별부(67)를 구비하고 있다.

가속도 변환부(61)는 속도 검출치를 입력하여 가속도 검출치를 구한다. 필터부(62)는 토크 지령치로부터 직류 성분 및 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 제거하여 가속 토크 지령치를 추출할 수 있는 주파수 특성을 가지고 있으며, 가속도 검출치 및 토크 지령치를 입력해 가속도 검출치 및 토크 지령치 각각을 앞선 주파수 특성에 기초하여 필터링한다. 관성 식별부(67)는 가속도 검출치가 필터부(62)에 입력된 때의 출력 및 가속 토크 지령치(토크 지령치가 필터부 62에 입력된 때의 출력)에 기초하여 관성 식별값을 구한다.

또한, 여기서 말하는 가속 토크 지령치란 후술 하는 식 (1)에 나타내는 가속 토크 Ta의 지령값이다.

또한, 여기에서 가속도 변환부(61)는 「속도 검출치를 입력하여 가속도 검출치를 구한다」라고 기재했지만, 이러한 기재는 보다 정확하게는 「속도 검출치의 시간 파형을 입력하여 가속도 검출치의 시간 파형을 구한다」라고 고쳐 쓸 수 있다.

또한, 본 명세서 본문의 다른 기재에 대해서도 기술 상식에 기초하여 분명한 한도에서는, 마찬가지로 「시간 파형」의 문언은 생략한다.

도 4에서는, 도 3에 나타낸 관성 산출부 F(60f)의 내부에 있어서의 구체적인 연산 처리의 일 구체예를 나타낸다. 여기서의 연산 처리는 디지털 연산으로 실현되는 예를 나타내고 있으므로, 연산자 z를 이용하여 나타낼 수 있다. 보다 정확하게는, 연산자 z의 역수인 지연 연산자로 불리는 z^-1을 이용하여 표현된다.

가속도 변환부(61)는 차분(差分) 연산을 수행하는 디지털 연산으로 실현된다.

필터부(62)는 토크 지령치로부터 직류 성분 및 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 제거하는 고주파 통과 필터(HPF：High Pass Filter)만으로도 좋으나, 도 4에서는 고주파 통과 필터(HPF：High Pass Filter)와 일반적인 노이즈 제거를 목적으로 한 저주파 통과 필터(LPF：Low Pass Filter)가 직렬 연결된 대역 통과 필터(BPF：Band Pass Filter)로 구성되는 예를 나타내고 있다. 또한, 필터부(62)에 대해서는 연산자 z를 이용한 디지털 연산의 상세한 내용은 생략하고 있다.

관성 식별부(67)는 후술 하는 식 (12)로 표현되는 J[n]의 점화식을 의미하는 디지털 연산으로 실현된다. 즉, 관성 식별부(67)는 식 (12)에 기초하여 관성 식별값으로 디지털 연산된 J[n]을 순서대로 출력하게 된다. 따라서, 이 순서대로 출력된 J[n]에 기초하여 적절한 관성 식별값을 확정할 필요가 있다. 이 적절한 관성 식별값의 확정을 도 2에 나타낸 판단부 A(69a)로 실현한다.

이 판단부 A(69a)는, 예를 들어 후술 하는 식 (13)에 나타낸 수렴 판정식을 4회 연속으로 만족했을 때 관성 식별값이 수렴했다고 판단하고, 그 때의 수렴값을 적절한 관성 식별값으로 확정하여 출력한다. 이 수렴 판정식에 대해서는 나중에 다시 도 5를 이용하여 설명한다.

도 5는 관성 식별용 모터의 속도 지령치의 시간 파형의 일례를 나타낸 것이다.

본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치의 관성 식별용 속도 지령로서 물론, 전술한 특허 문헌 1에 개시되어 있는 1회의 엘리베이터 칸의 통상 주행을 실시하는 경우의 시간 파형을 이용해도 좋다. 그러나 관성의 식별 정확도의 추가적인 향상을 실현시키기 위해서는, 후술하는 바와 같이 도 5에 나타낸 관성 식별용의 속도 지령치를 이용하는 것이 효과적이다.

모터의 속도 지령치를 생성하는 속도 지령 생성부(2)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 관성 식별용의 속도 지령치와 통상 운전용의 속도 지령치 사이에서 전환 가능하게 되어 있으며, 이들 속도 지령치를 관성 식별시인지 아니면 통상 운전시인지에 기초하여 전환함으로써, 모터의 속도 지령치로서 출력하는 구성을 구비하고 있다.

여기서, 통상 운전용의 속도 지령치는, 잘 알려진 바와 같이, 가속 구간, 등속 구간 및 감속 구간을 가진 사다리꼴 형상의 시간 파형이다. 한편, 관성 식별용의 속도 지령치는 도 5에 나타낸 바와 같이, 동일한 부호이고 크기가 다른 제 1의 속도치와 제 2의 속도치로 교대로 전환되는 시간 파형을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 도 5에서는 4 m/min와 15 m/min의 2 종류의 크기를 가지는 속도치가 3.0 sec마다 교대로 전환되는 시간 파형을 관성 식별용의 속도 지령치의 일례로서 나타내고 있다.

도 5에서 ○표시는 후술하는 식 (12)에 기초하여 구한 관성 식별값 J[n]을 도시하지 않은 기억부에 보존하고, 보존할 때마다 후술하는 식 (13)에서 나타낸 수렴 판정식을 적용하여 수렴을 판정하는 시간 타이밍을 나타내는 것이다. 이러한 시간 타이밍의 간격은 관성 식별부(67)의 식 (12)의 연산을 수행하는 샘플링 시간과 비교해서 더욱 긴 시간을 가지는 것이다.

이상에서, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치의 구성에 대하여 도 1 내지 도 5를 이용하여 설명하였다.

그리고 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치는 다음의 두 가지 특징점을 가지고 있다.

즉, 제1의 특징점은 주된 구성으로서 모터의 토크 지령치로부터 직류 성분 및 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 제거하는 필터 수단과, 속도 검출 신호가 직렬 연결된 가속도 변환 수단과 필터 수단에 입력된 때의 출력, 및 토크 지령치가 필터 수단에 입력된 때의 출력에 기초하여 엘리베이터의 관성값을 식별하는 관성 식별 수단을 구비하고 있다는 점이다.

다음으로, 제2의 특징점은 동일한 부호이고, 또한 크기가 다른 제1 속도치와 제2 속도치로 교대로 전환되는 시간 파형을 포함한다고 하는 특징적인 속도 지령치를 이용하여 관성 식별을 수행하는 점이다.

여기서 이하의 [1]에서는 우선 제1의 특징점과 관련하여, 도 3에 나타낸 바와 같이, 관성 식별부(67)에서 가속도 검출치가 필터부(62)에 입력된 때의 출력과 가속 토크 지령치에 기초하여 관성 식별값을 구할 수 있는 이유에 대해 설명한다.

이어서, [2]에서는 제2의 특징점과 관련하여, 도 5에 나타낸 관성 식별용의 속도 지령치의 시간 파형을 이용함으로써, 관성의 식별 정확도를 향상시킬 수 있는 이유에 대해 설명한다.

[1] 관성 식별부(67)에 있어서의 관성 식별에 대해서.

관성 식별부(67)에서 가속도 검출치가 필터부(62)에 입력된 때의 출력과 가속 토크 지령치에 기초하여 관성 식별값을 구할 수 있는 이유에 대해 도 3을 이용하여 이하 설명한다.

우선, 모터 토크 T는 가속도에 비례하는 가속 토크 Ta, 부하나 로프 언밸런스의 상태에 비례하는 부하 토크 TL, 및 속도에 비례하는 로스 토크 Th로 나눌 수 있으며. 식 (1)과 같이 표현할 수 있다.

T=Ta＋TL＋Th····식 (1)

또한, 가속 토크 Ta는, 식 (2)와 같이 표현할 수 있다.

Ta=J×(dω/dt)····식 (2)

단, J：모터에서 보았을 때의 엘리베이터 전체의 관성(엘리베이터의 관성), ω：각속도(모터 회전 각속도), d/dt는 미분 연산자를 나타낸다.

다음으로, 도 8을 이용하여 식 (1)의 각종 토크 성분인 가속 토크 Ta, 부하나 로프 언밸런스의 상태에 비례하는 부하 토크 TL, 및 속도에 비례하는 로스 토크 Th에 대해 자세히 살펴본다.

또한, 도 8은 보다 정확하게는, 일반적인 엘리베이터 제어 장치를 이용한 고양정 엘리베이터에서 최상층부터 최하층까지 무인으로 주행했을 경우의 속도 지령치 및 토크 파형(토크 지령치)을 나타낸 것이다. 여기서, 엘리베이터 제어 장치의 토크 제어부(5)가 양호하게 동작되고 있는 것이라고 하면, 모터에서 발생된 토크(발생 토크)의 시간 파형은 토크 지령치에 추종되고 있기 때문에, 토크 지령치와 토크 파형이 일치되어 있는 것은 분명하다. 이 때문에, 도 8의 아래 그림의 세로축은 토크 파형(토크 지령치)이 된다.

도 8의 아래 그림에서, a 부분은 로프 언밸런스 성분, b는 로스 토크 성분, c는 엘리베이터 칸 중량과 평형추 중량의 언밸런스 성분, d는 가속시의 가속 토크 성분, e는 감속시의 가속 토크 성분에 대응하고 있다.

또한, 엘리베이터 칸 중량과 평형추 중량의 언밸런스 성분 및 로프 언밸런스 성분이 부하 토크 TL이 된다.

이하, 이러한 토크 지령치(토크 파형)의 각종 성분에 대해 그 특징을 나타낸다.

(1) 로프 언밸런스 성분

로프 언밸런스 성분인 a 부분은 도 8의 아래 그림으로부터 알 수 있듯이, 엘리베이터 칸이 일정 속도로 주행 중일 때의 기울기(다만, 상승 방향인지 하강 방향인지에 따라 부호가 다르다)를 가진 시간 파형이 되어, 일정하지 않다는 것을 알 수 있다. 또한, 도면에서 로프 언밸런스는 엘리베이터 칸이 중간 위치 부근보다도 위쪽에 있는 경우에는 양이며, 중간 위치 부근보다도 아래에 있는 경우에는 음이 된다.

(2) 로스 토크 성분：Th

로스 토크 성분은 속도에 비례하는 로스인데, 예를 들어 레일과 가이드 간의 로스, 로프와 시브 및 리턴 풀리(return pulley) 간의 로스 등에 의해 발생하는 것이다. 이 로스 토크 성분은 엘리베이터 시스템의 기계 설계의 관점에서 충분히 작아지도록 설계되어 있기 때문에, 그 크기는 토크 지령치에 있어서 가속도 토크와 비교해서 충분히 작아진다.

(3) 엘리베이터 칸 중량과 평형추 중량의 언밸런스 성분

엘리베이터 칸 중량과 평형추 중량의 언밸런스 성분에 관하여, 평형추 중량은 엘리베이터 칸 내부 부하를 엘리베이터 칸의 최대 적재 중량의 절반의 부하(하프 로드)로 했을 때 엘리베이터 칸 측과 평형추 측의 중량이 균형을 이루도록 결정되는 것이 일반적이다. 따라서, 무인 주행 시의 경우를 나타낸 도 8에서는 엘리베이터 칸 측과 평형추 측의 중량의 불균형은 엘리베이터 칸의 최대 적재 중량의 절반의 부하(하프 로드)에 대응하는 일정 값으로 되어 있는 것을 나타낸다고 할 수 있다.

(4) 가속 토크：Ta

식 (2)와 같이 모터의 각가속도의 크기에 비례하여 가속 토크의 크기가 정해지는 것이며, 각가속도는 부호를 가지고 있기 때문에, 가속 토크는 도 8에서 가속 시에는 양수가 되고, 감속 시에는 음수가 된다.

그런데 전술한 특허 문헌 1에 개시되는 종래의 엘리베이터 제어 장치는, 엘리베이터 칸이 주행하고 있을 때 부하 토크 TL 및 로스 토크 Th는 일정한 것으로 간주할 수 있다고 가정하여, 토크 지령치로부터 일정한 것으로 간주할 수 있는 부하 토크 및 로스 토크를 제거하여 가속 토크 지령치를 추출하는 필터부를 이용함으로써 엘리베이터의 관성값을 구하였다.

이 때문에, 앞서 배경 기술에서 설명한 바와 같이, 엘리베이터 칸 주행 중에 일정한것으로 간주할 수 할 수 없는 로프 언밸런스의 영향을 받는 고양정 엘리베이터에 대해, 종래의 엘리베이터 제어 장치를 적용하는 경우에는 로프 언밸런스의 영향을 받아 정확한 엘리베이터의 관성값을 얻기 어렵다는 문제가 있었다. 그 결과, 적절한 관성값을 이용하지 않고 제어 장치의 제어 파라미터를 결정하여 제어를 실시하고 있었기 때문에, 엘리베이터 제어 장치의 제어 특성(예를 들면, 속도 지령치에 대한 추종 특성)은 양호한 것이 아니었다는 문제가 있었다.

이에 대해, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치(1)는 토크 지령치로부터 직류 성분 및 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 제거하는 필터부(62)를 가속도 검출치 및 토크 지령치 각각에 적용함으로써 가속도 검출치 및 토크 지령치 각각에서 소정의 주파수 성분을 추출한 후에, 필터부(62)로부터의 각각의 출력에 기초하여 관성 식별부(67)에 의해 엘리베이터의 관성값을 구한다.

여기서, 종래의 엘리베이터 제어 장치와 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치의 필터부를 비교하면, 양자는 2개의 차이점이 있는 것이 분명하다.

즉,

<1> 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 전자(종래의 엘리베이터 제어 장치)의 필터부에서는 제거할 수 없지만, 후자(본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치)의 필터부에서는 제거할 수 있다고 하는 점에서, 양자의 필터부의 주파수 특성이 차이가 난다.

<2> 또한, 전자의 필터부는 토크 지령치에만 적용하고 있고 가속도 검출치에는 적용하지 않는 반면, 후자의 필터부는 가속도 검출치 및 토크 지령치 각각에 적용하는 점에서, 양자의 필터부의 적용 구성이 다르다.

상기 <1>, <2>에 나타낸 2개의 차이점에 의해, 종래의 엘리베이터 제어 장치와 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치에서 구할 수 있는 엘리베이터의 관성값은 정확도가 달라진다.

이에, 이하에서는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치의 필터부(62)에 주목하면서, 관성 식별부(67)에 의해 고양정 엘리베이터에 있어서의 엘리베이터의 관성 식별값을 구할 수 있다는 것을 식을 이용하여 설명한다.

또한, 이하에서는 엘리베이터 제어 장치는 실제로는 디지털 제어에 의해 실현되기 때문에, 엄밀하게는 연산자 z를 이용한 이산 시간 시스템으로 설명해야 한다. 그러나 여기서는 문제가 없는 범위 내에서, 이해 용이성을 우선시하는 것을 이유로, 연속 시간 시스템으로 설명한다. 또한, 같은 이유로 선형 시스템인 것으로 하여 설명한다. 그리고 식을 변형함에 있어서, 필요에 따라 수학의 연산자법(Operator method)의 개념을 이용한다.

식 (1) 및 식 (2)로부터 토크 파형(토크 지령치)인 T는, 다음의 식 (3)과 같이 표현할 수 있다.

T=J×(dω/dt)＋TL＋Th·····식 (3)

다음으로, 식 (3)의 좌변 및 우변에 대하여 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치(1)의 필터부(62)의 라플라스(laplace) 영역 상의 전달 특성을 함수 H1라고 표현하고, 이 H1을 적용하면, 다음의 식 (4)을 얻을 수 있다.

H1(T)=H1(J×(dω/dt)＋TL＋Th)····식 (4)

여기서, H1( )란, ( ) 안의 신호에 대해서 필터 H1을 적용하였을 때의 출력을 의미한다.

또한, 식 (4)에서 선형 시스템의 결합법칙 및 분배법칙을 적용하면, 이후의 식 (5), 식 (6), 및 식 (7)을 얻을 수 있다.

H1(T)=H1(J×(dω/dt))＋H1(TL)＋H1(Th)····식 (5)

그리고,

H1(T)=J×H1(dω/dt)＋H1(TL)＋H1(Th)····식 (6)

=J×d(H1(ω))/dt＋H1(TL)＋H1(Th)····식 (7)

여기에서 로프 언밸런스 성분 및 엘리베이터 칸 중량과 평형추 중량의 언밸런스 성분을 포함하는 부하 토크 TL은, 특히 승강 행정이 긴 고양정 엘리베이터에서는 승강 행정에 대응하여 로프가 길어지고, 로프 언밸런스 성분의 영향이 크게 나오므로, 상술한 것처럼 일정하게는 되지 않는다.

이 때문에, 반복하게 되지만, 종래의 엘리베이터 제어 장치에 이용되는 직류 성분을 제거하는 필터부를 이용한 경우에는, 여기에서 말하는 일정하게 되지는 않는 로프 언밸런스 성분을 제거하는 것은 어려웠다.

본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치는 상기 H1( )로서 직류 성분 뿐만이 아니라, 엘리베이터 칸이 일정 속도로 주행 중에 있어서 기울기를 갖게 되는 로프 언밸런스 성분의 영향을 충분히 제거할 수 있는 주파수 특성을 가지는 대역 통과 필터(BPF)를 이용한다. 즉, 종래의 엘리베이터 제어 장치에 이용된 필터부의 특성과 비교하여, 대역 통과 필터(BPF)의 일부를 구성하는 고주파 통과 필터(HPF)의 절점주파수를 충분히 높게 하는 것이다.

따라서, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치에서는, 특히 승강 행정이 긴 고양정 엘리베이터도, 식 (6) 또는 식 (7)의 우변의 일부(H1(TL)＋H1(Th))와 같이, 필터부(62)를 적용함으로써, 점근적으로 제로로 하는 것이 가능하게 된다.

따라서,

H1(T)=J×H1(dω/dt)····식 (8)

=J×d(H1(ω))/dt····식 (9)

그리고 식 (8) 및 식 (9)에 의해, 다음의 식 (10) 및 식 (11)을 얻을 수 있다.

J=H1(T)/(H1(dω/dt))····식 (10)

=H1(T)/(d(H1(ω))/dt)····식 (11)

단, 식 (10) 또는 식 (11)에서 분모의 값이 제로가 되는 경우는 제외한다.

또한, 식 (10)은 분자가 필터링 된 후의 토크 지령치를 나타내고, 분모가 필터링 된 후의 가속도 검출치를 나타내는 것이다.

한편, 식 (11)은 분자가 같은 방식으로 필터링 된 후의 토크 지령치를 나타내고, 분모는 필터링 된 후의 속도 검출치를 미분한 값을 나타낸 것이다. 즉, 식 (10)과 식 (11)의 차이는, 분모에서 전자(식 (10))는 속도 검출치를 미분한 후에 필터링을 한 것이고, 후자(식 (11))는 속도 검출치에 필터링을 한 후에 미분한 것이라는 차이이다.

따라서, 식 (10)은 도 3에 나타낸 관성 산출부의 내부 구성도에 대응하는 것이다. 이에 대해, 식 (11)은 후술하는 도 7에 나타낸 관성 산출부의 내부 구성도에 대응하는 것이다.

또한, 도 7에 대해서는 후술하는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 엘리베이터 제어 장치에서 다시 설명한다.

이상에서, 기본적으로는 식 (10) 또는 식 (11)에 기초하여 관성 식별값, 즉 관성 J를 구할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 식 (10) 또는 식 (11)에서는 분모, 즉 필터링 후의 가속도 검출치의 값이 제로가 되었을 경우에 제로로 나누기가 되므로, 문제가 발생하게 된다.

이 때문에, 실제 엘리베이터 제어 장치에서는 이 제로 나누기의 문제를 해결하는 관성 식별 방법을 이용하는 것이 필요하다.

이에, 이러한 제로 나누기의 문제를 해결할 수 있는 효과적인 관성 식별 방법(식별 알고리즘)에 대하여, 이하 설명한다.

우선, 식 (6)을 참고하여, 2차원 데이터로서 가로축 데이터에 H1(dω/dt)를, 세로축 데이터에 H1(T)를 플롯하는 것을 생각해 본다. 또한, 이러한 2차원 데이터를 실제의 엘리베이터 시스템에서 다수 수집하여 플롯 하는 것을 생각해 본다. 이 때, 식 (6)을 참조하면, 관성 J는 플롯한 2차원 데이터를 이용하여 직선 근사했을 때의 직선의 기울기에 대응하는 것을 알 수 있다. 따라서, 데이터 군에 대해서 최소 제곱법을 적용하여 직선 근사 했을 때의 직선의 기울기를 구하고, 이 기울기의 값을 관성 J의 식별값으로 하면 된다.

또한, 여기서 언급한 식 (6)에 대한 생각은, 식 (7)에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.

여기서의 생각에 기초하여 관성 J를 구하면, 식 (10) 또는 식 (11)의 분모가 제로가 되는 경우의 문제(제로 나누기의 문제)를 회피할 수 있다.

이와 같이, 실제 엘리베이터 시스템에서 2차원 데이터를 다수 수집한 후에, 최소 제곱법을 적용하여 직선 근사를 실시하고, 그 때의 직선의 기울기를 관성 J로 구하는 방법은 데이터를 축적하여 정리하고 일괄로 최소 제곱법을 적용하므로, 일괄형 최소 제곱법을 적용한 관성 J의 식별 방법이라고 부른다.

한편, 일괄형 최소 제곱법에 대하여, 실제의 엘리베이터 시스템에서 2차원 데이터를 수집하면서 동시에 최소 제곱법을 순서대로 적용하면서, 관성 J를 구할 수도 있다. 이것은 순차형 최소 제곱법을 적용한 관성 J의 식별 방법이다.

이하에서는 순차형 최소 제곱법을 적용한 관성 J의 식별 방법에 대해 설명한다.

이 식별 방법은, 구체적으로는 관성 식별부(67)에서 다음에 나타내는 J[n]의 점화식의 연산을 수행함으로써, 관성 J(정확하게는, J[n])를 구하는 것이다.

J[n]=J[n]-1+μ×a[n]×(t[n]-J[n-1]×a[n])····식 (12)

여기서, a[n]：주행시의 모터 각가속도 데이터를 BPF(대역 통과 필터 ※1) 처리한 데이터

t[n]：주행시의 토크 지령치(토크 파형) 데이터를 BPF(대역 통과 필터 ※2) 처리한 데이터

J[n]：관성 식별값

또한, 여기서의 BPF(대역 통과 필터) 처리한 데이터란 BPF(대역 통과 필터)를 통과시킨 데이터를 의미한다.

그리고 ※1와 ※2의 대역 통과 필터는, 같은 주파수 특성을 갖는 것이다.

단, n은 자연수이다.

또한, μ는 식별값의 수렴 속도를 조정하는 상수(식별용 상수)이다.

이와 같이, 도 4에 나타낸 관성 식별부(67)에서는 식 (12)에서 나타낸 J[n]의 점화식을 의미하는 디지털 연산으로 실현된다. 마찬가지로, 도 4에 나타낸 가속도 변환부(61)에서는 차분 연산을 수행하는 디지털 연산으로 실현된다.

따라서, 관성 산출부(60)의 내부에서는 도 4에 나타낸 바와 같은 구체적인 연산 처리가 이루어지게 된다.

또한, 식 (12)에서 순차적으로 얻어진 J[n]을 바탕으로, 관성 J의 식별값을 확정할 필요가 있다. 이에 대해서는 판단부 A(69a)로 실현한다.

판단부 A(69a)는 관성 산출부(60)에서 산출한 관성 식별값이 적절한 값인지 여부를 판단하고, 적절한 관성 식별값을 관성 J의 식별값으로 확정하여 출력한다.

여기서, 관성 산출부(60)에서 산출한 관성 식별값이 적절한 값인지 여부의 판단은, 구체적으로는 관성 산출부(60)에서 산출한 관성 식별값의 수렴 정도를 확인하여 행하는 것이다.

이에, 이하에서는 관성 식별값의 수렴 정도에 기초한 적절한 관성 식별값의 판단 방법에 대해 관성 식별용의 속도 지령치의 시간 파형을 나타낸 도 5를 이용하여 설명한다.

이미 언급한 바와 같이, 도 5에 있어서 ○표시는 관성 산출부(60)에서 산출한 관성 식별값을 도시하지 않은 기억부에 보존하는 시간 타이밍을 나타내는 것이며, 동시에, 후술하는 식 (13)에서 나타낸 수렴 판정식을 적용하여 수렴을 판정하는 시간 타이밍을 나타낸 것이기도 하다. 즉, ○표시의 시간 타이밍마다, J[n]이 보존되어 수렴 정도를 확인하게 된다.

도 5에 의하면, 관성 식별용의 속도 지령치는 2 종류의 크기를 가지는 속도치가 3.0 sec마다 교대로 전환되고, 그리고 같은 시간 길이의 3.0 sec마다 관성 식별값을 보존하면서 관성 식별값의 수렴 정도를 확인하게 된다.

도 5에서, 예를 들어 관성 식별부(67)가 관성 식별값을 순차적으로 산출하는 주기가 5.0 msec라고 하면, 여기에서의 3.0 sec의 시간 타이밍은, 5.0 msec에 대해 충분히 긴 시간임을 알 수 있다.

실제로, 도 5에 나타낸 관성 식별용의 속도 지령치를 이용함으로써, 관성 식별값은, 속도치의 전환이 이루어지는 가감속 시에 크게 변화하고, 일정 속도 주행시에 매끄럽게 수렴하게 된다. 즉, 관성 식별값은 속도치의 전환을 실시하는 3.0 sec의 주기로 관성 식별값은 단계적으로 변화하여 수렴해 나가는 특성을 갖는다. 따라서, 이러한 특성을 이용하여 관성 식별값을 순차적으로 산출하는 5.0 msec의 주기에 대해 충분히 긴 시간인 3.0 sec의 주기로 관성 식별값을 보존하면서 그 관성 식별값의 수렴 정도를 확인하고, 수렴 여부를 판단하는 것이다.

관성 식별값의 수렴 여부에 대한 구체적인 판단은, 예를 들어 아래의 식 (13)에 나타내는 수렴 판정식을 4회 연속 만족했을 때 관성 식별값은 수렴했다고 하면 된다.

수렴 판정식：Abs(J_k-J_{k -1})＜0.03×J_{k -1}····식 (13)

여기서, Abs( )는, ( ) 안의 수치의 절대값을 계산하는 연산자를 나타낸다.

또한, J_k는, 처음부터 k 개째(k 번째)의 ○표의 타이밍에 보존된 관성 식별값 J[n]을 가리키는 것이다. k는 자연수이며, J₀는, 예를 들어 제로 값 또는 초기값 데이터(초기값으로 준 데이터)로서 설정한 값으로 하면 된다.

식 (13)은 이전에 보존된 관성 식별값 J[n]과 이번에 보존된 관성 식별값 J[n]과의 차이에 대해, 그 절대값이 이전에 보존된 J[n]의 0.03배 보다 작아졌을 때에, 관성 식별값은 이번에 보존된 관성 식별값 J[n]에 수렴했다고 판단하는 것이다.

그리고 관성 식별값이 수렴했다고 판단되었을 때의 관성 식별값의 수치를 적절한 관성 식별값으로 함으로써, 관성 J의 식별값을 확정할 수 있다.

이와 같이, 관성 식별값이 수렴하여 확정할 수 있을 때, 엘리베이터 제어 장치(1)는 속도 지령치로서 관성 식별용의 속도 지령치를 적용하는 것을 정지한다.

이후, 엘리베이터 제어 장치(1)는 속도 지령 생성부(2)의 전환 스위치를 전환하여, 속도 지령치로서 통상 운전용의 속도 지령치를 적용하여. 통상 운전을 개시함과 동시에, 관성 결정부 A(50a)의 내부에서 관성 식별의 연산을 정지한다.

그리고 통상 운전을 개시함에 있어서, 관성 결정부 A(50a)의 구성에서 앞서 설명한 바와 같이, 제어 파라미터 설정부 A(71a)는 관성 결정부 A(50a)의 판단부 A(69a)가 확정한 적절한 관성 식별값을 이용하여 엘리베이터 제어 장치의 제어 파라미터를 적절히 설정하게 된다.

즉, 엘리베이터 제어 장치(1)는 제어 파라미터 설정부 A(71a)에 의해 설정된 제어 파라미터를 이용하여 연산을 수행함으로써 통상 운전이 가능하게 된다.

또한, 여기에서의 제어 파라미터란 전술한 바와 같이, 예를 들어 속도 지령 생성부 A(40a)에서의 PI 제어기(43)의 이득을 가리킨다.

구체적으로는, 제어 파라미터 설정부 A(71a)는, PI 제어기(43)의 이득 값을 판단부 A(69a)에 의해 확정한 관성값을 고려하여 속도 제어 시스템의 개방 루프 전달 특성(또는, 속도 제어 시스템의 제어 대역)이 설계치에 일치하도록 설정한다.

이상의 [1]에서는, 우선 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치에 있어서의 제1의 특징점에 관하여, 도 3 및 도 4에 나타낸 관성 식별부(67)에서 가속도 검출치가 필터부(62)에 입력된 때의 출력과 가속 토크 지령치에 기초하여 엘리베이터의 관성 식별값을 구할 수 있는 이유에 대해 설명하였다.

다음으로, 이하의 [2]에서는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치에 있어서의 제2의 특징점에 관하여, 도 5에 나타낸 관성 식별용의 속도 지령치의 시간 파형을 이용함으로써 관성 식별 정확도를 향상시킬 수 있는 이유에 대해 설명한다.

[2] 관성 식별용의 속도 지령치를 이용한 관성 식별에 대하여

(1) 식별 정확도의 향상을 실현할 수 있는 이유 1

주행 시 모터 각가속도 데이터를 BPF 처리한 데이터 a[n]과 주행 토크 데이터를 BPF 처리한 데이터 t[n]을 이용하여 식 (12)에 나타낸 최소 제곱법에 기초하여 관성 J의 식별값을 구하는 경우를 예로 하여, 이하 설명한다.

이 경우, 최소 제곱법에 기초한 관성 식별 방법이므로, 기본적으로는 a[n], t[n]을 조합한 2차원 데이터(a[n], t[n])의 수가 많으면 많을수록 관성 J의 식별 정확도를 높일 수 있음을 알 수 있다. 이는 전술한 바와 같이, 다수의 2차원 데이터(a[n], t[n])을 세로축과 가로축으로 이루어지는 2차원 평면상에 플롯하고, 이들 2차원 데이터에 대해 직선 근사했을 때의 직선의 기울기가 관성 J에 대응하는 것으로부터 명확하다.

다만, 2차원 데이터(a[n], t[n])의 수가 많이 있어도, 이러한 값이 거의 일정한 경우에는 관성 J의 식별 정확도를 높일 수 없다는 점에 유의해야 한다.

따라서, 관성 J를 식별하는 데 있어서, a[n], t[n]의 2차원 데이터에 대하여 값을 변화시키면서 많이 수집할 수 있는 속도 지령치를 관성 식별용의 속도 지령치로서 이용하는 것이 관성 J의 식별 정확도를 높이는데 있어서 효과적임을 알 수 있다.

이러한 생각을 바탕으로, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치는, 관성 식별용의 속도 지령치로서, 도 5에 나타난 바와 같은 동일한 부호이나 크기가 다른 제1 속도치와 제2 속도치로 3.0 sec마다 교대로 전환되는 시간 파형을 포함한 속도 지령치를 이용한다.

또한, 여기에서의 관성 식별용의 속도 지령치는 시스템 식별 기술 분야에 있어서는 엘리베이터 시스템을 가진(加振)하는 식별 신호에 상당하는 것이라고 이해할 수 있다. 그리고 시스템 식별 기술 분야의 기초 지식으로서 식별 신호는 많은 주파수 성분을 포함한 시간 파형으로 함으로써, 상술한 식별 정확도가 향상될 뿐만이 아니라 단시간에 올바른 식별값에 수렴하는 것(식별 수렴성이 향상되는 것)이 알려져 있다.

그러나 예를 들어, 모터 시스템을 가진하는 식별 신호로 잘 알려져 있는 모터의 정회전 구동과 역회전 구동을 교대로 반복하는 속도 지령치를 엘리베이터 기계계를 포함하는 엘리베이터 시스템에 단순하게 적용하는 것은 적절하지 않다.

왜냐하면, 엘리베이터의 관성 식별을 올바르게 실시하는 경우에는 모터(7)로부터 엘리베이터 칸(15)으로 확실히 구동력을 전달하는 조건 하에서 엘리베이터 시스템을 가진할 필요가 있기 때문이다.

시브(9)와 로프(11) 사이의 트랙션을 확보할 수 없는 속도 지령치를 이용한 경우에는 시브(9)와 로프(11) 사이에 슬립 현상이 발생해버려, 결과적으로 엘리베이터가 올바른 관성값, 즉 모터(7)에서 보았을 때의 엘리베이터 전체의 올바른 관성값을 얻을 수 없게 된다고 하는 문제가 발생한다.

이에, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 관성 식별용의 속도 지령치는, 동일한 부호이나 크기가 다른 제1 속도치와 제2 속도치가 교대로 전환되는 시간 파형을 포함하는 것을 채용하는 경우에, 다음 사항에 주의할 필요가 있다.

즉, 관성 식별용의 속도 지령치의 제1 속도치와 제2 속도치는 여기서 설명한 시브와 로프 사이에서 슬립 현상을 회피할 수 있도록, 각각 적절한 크기로 조정된 값을 이용해야 한다. 이를 통해 모터로부터 엘리베이터 칸으로 확실히 구동력이 전달되는 조건 하에서 확실한 관성 식별을 실시할 수 있다.

이상의 (1)에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시 형태 1에서 관성 식별용의 속도 지령치로서 도 5에 나타낸 시간 파형에 채용함으로써, 식별 정확도 및 식별 수렴성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

(2) 식별 정확도의 향상을 실현할 수 있는 이유 2

도 5에 나타낸 관성 식별용의 속도 지령치에서, 제1 속도치와 제2 속도치는 관성 식별이 양호하게 이루어질 정도로 양자 모두 작게 할 수 있으므로, 실제 엘리베이터 칸의 통상 주행 시 속도와 비교하여, 예를 들어 100분의 1 정도로 설정할 수 있다. 이러한 제1 속도치와 제2 속도치의 크기가 조정된 관성 식별용의 속도 지령치를 이용했을 경우, 관성 식별의 연산의 개시부터 종료까지의 엘리베이터 칸의 이동량은 종래의 엘리베이터 제어 장치의 경우에 비해 훨씬 작아진다. 그리고 이러한 엘리베이터 칸의 이동량이 작다고 하는 것은 관성 식별의 연산의 개시부터 종료까지 엘리베이터 칸이 이동하는 동안의 로프 언밸런스량의 변화가 작은 것을 의미한다. 따라서, 여기서 말한 관성 식별용의 속도 지령치를 이용했을 경우, 관성 식별시에 이용하는 신호(예를 들면, 토크 지령치)의 로프 언밸런스 량의 영향을 작게 할 수 있게 된다.

이와 같이, 제1 속도치와 제2 속도치의 크기가 조정된 관성 식별용의 속도 지령치를 이용함으로써 관성 식별 결과에 로프 언밸런스의 영향이 나타나기 어렵게 할 수 있음을 알 수 있다.

상기 (1), (2)의 내용을 정리하면, 다음과 같다.

도 5에 나타낸 관성 식별용의 속도 지령치에 따르면, 관성 J를 식별하는 데 있어서, 2차원 데이터(a[n], t[n])에 대해 값을 변화시키면서 많은 데이터를 수집할 수 있기 때문에 식별 정확도가 높고, 또한 식별 수렴성이 뛰어난 관성 식별을 실현할 수 있다.

또한, 속도 지령치의 크기를 엘리베이터 칸의 통상 주행 시 속도와 비교하여 적절히 조정하면 관성 식별에 로프 언밸런스의 영향을 작게 할 수 있기 때문에 보다 식별 정확도가 높은 관성 식별을 실현할 수 있다.

이상에서는, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치의 구성에 대해 설명함과 아울러, 주된 구성으로서 2개의 특징점에 대하여 엘리베이터 제어 장치의 핵심 부분인 관성 식별 동작과의 관계를 분명히 하도록 설명하였다.

이하에서는, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치의 동작에 대해서, 이미 설명하여 중복이 되는 점도 있지만, 도 1 내지 도 5를 이용하여 간단하게 설명하기로 한다.

관성값을 식별하기 위해, 엘리베이터 칸(15)을 어느 층에서 먼저 정지시켜 놓고 도 1에 나타낸 바와 같이, 속도 지령 생성부(2)에 의해 생성된 속도 지령치로서 도 5에 나타낸 관성 식별용의 속도 지령치를 속도 제어부 A(3a)에 입력하여, 속도 제어부 A(3a)가 토크 제어부(5)를 통해 토크 지령치를 모터(7)에 주고, 모터(7)를 구동하여 엘리베이터 칸(15)을 주행 운동시킨다. 속도 검출부(20)가 인코더(8)에 의해 모터(7)의 위치 검출치를 검출하여 미분기(19)를 통해 속도 검출치를 구하고, 속도 검출치를 속도 제어부 A(3a)에 입력한다.

다음으로, 속도 제어부 A(3a)의 동작에 대해 도 2를 이용하여 설명한다. 제 2 감산기(41a)가 속도 지령치에서 속도 검출치를 감산하고, 이 감산한 결과를 이용하여 PI 제어에 의해 PI 제어기(43)가 구한 값을 토크 지령치로 한다.

다음으로 관성 결정부 A(50a)의 동작에 대하여도 도 2, 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다.

관성 결정부 A(50a) 내부에서는 속도 검출치와 토크 지령치를 이용하여 관성 산출부(60)가 관성 식별값을 구한다. 관성 산출부(60)의 일 구체예인 관성 산출부 F(60f)에서는 토크 지령치의 시간 파형으로부터 직류 성분 및 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 제거할 수 있는 주파수 특성을 갖는 필터부(62)의 출력을 이용하고, 관성 식별부(67)가 식 (12)에 나타낸 점화식에 기초하여 엘리베이터의 관성 식별값을 산출한다.

관성 결정부 A(50a)내의 판단부 A(69a)는 관성 산출부(60)가 구한 관성 식별값이 적절한 값인지 아닌지에 대해 관성 산출부(60)의 일 구체예인 관성 산출부 F(60f)가 산출한 관성 식별값의 수렴 정도를 확인하면서 판단하고, 수렴했다고 판단된 때의 관성 식별값을 적절한 관성 식별값으로 확정하여 출력한다. 또한, 관성 식별값의 수렴 여부에 대한 구체적인 판단은, 예를 들어 식 (13)에 나타낸 수렴 판정식을 4회 연속 만족했을 때 관성 식별값이 수렴했다고 하면 된다.

다음으로, 관성 결정부 A(50a)내의 제어 파라미터 설정부 A(71a)는 판단부 A(69a)가 확정한 적절한 관성 식별값을 이용하여 제어 장치의 제어 파라미터를 설정한다. 여기에서의 제어 파라미터란 토크 지령 생성부 A(40a)에서 PI 제어기(43)의 이득이다.

또한, 엘리베이터 제어 장치(1)는 관성 식별값이 수렴하여 확정할 수 있을 때, 속도 지령치로서 관성 식별용의 속도 지령치를 적용하는 것을 중지하고, 속도 지령 생성부(2)의 전환 스위치를 전환하여 속도 지령치로서 통상 운전용의 속도 지령치를 적용하고 통상 운전을 개시한다. 그리고 통상 운전시에는 관성 결정부 A(50a)의 내부에서 관성 식별의 연산을 정지한다.

그리고 통상 운전을 개시함에 있어서, 제어 파라미터 설정부 A(71a)는 관성 결정부 A(50a)의 판단부 A(69a)가 확정한 관성 식별값을 이용하여 엘리베이터 제어 장치의 제어 파라미터를 적절히 설정한다.

그리고 엘리베이터 제어 장치(1)는 관성 식별 동작을 완료한 후, 제어 파라미터 설정부 A(71a)에 의해 설정된 제어 파라미터를 이용하여 연산을 수행함으로써 통상 운전 동작을 실시한다.

이상과 같이, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치는 특징적인 구성으로서 구동 모터의 토크 지령치로부터 직류 성분 및 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 제거하는 필터 수단과, 속도 검출 신호가 직렬 연결된 가속도 변환 수단과 필터 수단에 입력된 때의 출력, 및 토크 지령치가 필터 수단에 입력된 때의 출력에 기초하여 엘리베이터의 관성값을 식별하는 관성 식별 수단을 구비하고 있다.

본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치에 의하면, 엘리베이터의 관성값을 식별할 때 로프 언밸런스의 영향을 효과적으로 제거할 수 있고, 특히 로프 언밸런스가 문제가 되는 고양정 엘리베이터에 있어 관성값을 정확하게 산출할 수 있는 효과를 달성한다.

또한, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치에 있어서, 관성 식별용의 속도 지령치로서 동일한 부호이나 크기가 다른 제1 속도치와 제2 속도치가 교대로 전환되는 시간 파형을 포함한다는 특징적인 속도 지령치를 이용하여 관성을 식별한 경우에는, 특히 로프 언밸런스가 문제가 되는 고양정 엘리베이터에서 식별 정확도 및 식별 수렴성이 뛰어난 관성 식별을 실현할 수 있는 효과를 달성한다.

실시 형태 2.

도 1 및 도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 것이다.

먼저, 본 발명의 실시 형태 2의 엘리베이터 제어 장치의 구성에 대해 설명한다.

도 1 및 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 형태 1에서 이미 설명한 바와 같다. 따라서, 본 발명의 실시 형태 2의 엘리베이터 제어 장치의 구성은 대부분 도 6을 중심으로 설명하기로 한다.

도 1의 속도 제어부(3)는 본 발명의 실시 형태 1에서는 도 2에 나타낸 내부 구성을 갖는 속도 제어부 A(3a)에 대응하고 있으며, 본 발명의 실시 형태 2에서는 도 6에 나타난 내부 구성을 갖는 속도 제어부 B(3b)에 대응하고 있다.

즉, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치의 속도 제어부 A(3a)를 대신하여, 속도 제어부 B(3b)를 이용하는 것이다.

본 발명의 실시 형태 1 및 실시 형태 2에 있어서의 각각의 속도 제어부 A(3a)와 속도 제어부 B(3b)를 더 자세하게 대비하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치의 속도 제어부 A(3a)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 토크 지령 생성부 A(40a)로서의 PI 제어기(43)에 의해 속도 피드백 제어 시스템을 실현하고 있다.

이에 대해, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치의 속도 제어부 B(3b)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 모델 연산부(30)가 더해져, 이 모델 연산부(30)에 의해 생성되는 모델 속도 지령치와 모델 토크 지령치를 이용하여, 속도 피드 포워드(feed forward) 제어 시스템과 속도 피드백 제어 시스템으로 이루어지는 2 자유도 제어 시스템을 실현하고 있다.

따라서, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치는 2 자유도 제어 시스템의 일 구체예이기 때문에, 제어 파라미터를 적절히 설정하면, 2 자유도 제어 시스템에 의한 이점인 속도 지령치에 대한 속도치의 추종 성능 및 시스템에 대한 외란의 억제 성능이 뛰어난 특성을 가지게 된다.

도 6에서, 속도 제어부 B(3b)는 모델 연산부(30)와, 토크 지령 생성부 B(40b)와, 관성 결정부 B(50b)를 구비하고 있다.

모델 연산부(30)는 제1 감산기(31)와, 제어부(33)와, 관성부(35)와, 적분기(37)를 구비하고 있다. 제1 감산기(31)는 속도 지령치로부터 모델 속도 지령치를 감산하여 제 1 속도 편차치를 구한다. 제어부(33)는 속도 편차치를 입력하여 모델 토크 지령치를 구한다. 관성부(35)는 모델 토크 지령치를 입력하여 모델 가속도 지령치(모델 속도 지령치를 미분한 것)를 구함과 동시에, 전달 함수로서 1/J를 가진다. 적분기 (37)는 모델 가속도 지령치를 입력하여 모델 속도 지령치를 구한다.

그리고, 모델 연산부(30)는 속도 지령치 및 토크 지령치의 각각 규범이 되는 모델 속도 지령치 및 모델 토크 지령치를 모델 속도 지령치가 속도 지령치에 추종하도록 연산하여 구한다.

토크 지령 생성부 B(40b)는 제2 감산기 B(41b)와, PI 제어기(43)와, 제1 가산기(45)를 구비하고 있다. 제2 감산기 B(41b)는 모델 속도 지령치에서 속도 검출치를 감산하여 제2 속도 편차치를 구한다. PI 제어기(43)는 제2 속도 편차치에 기초하여 PI 제어를 실시한다. 제1 가산기(45)는 PI 제어기에 의해 산출한 값에 모델 토크 지령치를 가산해 토크 지령치를 구한다.

그리고 토크 지령 생성부 B(40b)는 모델 속도 지령치와 속도 지령치의 편차를 입력해 토크 지령치를 발생시킨다.

관성 결정부 B(50b)는 관성 산출부(60)와, 판단부 B(69b), 및 제어 파라미터 설정부 B(71b)를 구비하고 있다. 관성 산출부(60)는 속도 검출치와 토크 지령치를 입력하여 관성 식별값을 구한다. 판단부 B(69b)는 관성 식별값이 적절한 값인지 여부를 판단하고, 적절한 관성 식별값을 확정하여 출력한다. 제어 파라미터 설정부 B(71b)는 판단부 B(69b)에 의해 확정된 적절한 관성값을 이용하여 제어 장치의 제어 파라미터를 설정한다.

엘리베이터 제어 장치(1)는 제어 파라미터 설정부 B(71b)에 의해 설정된 제어 파라미터를 이용하여 연산을 수행한다. 그리고, 여기에서의 제어 파라미터란 토크 지령 생성부 B(40b)의 PI 제어기(43)의 이득 및 모델 연산부(30)내의 관성부(35)의 파라미터를 가리킨다. 도 6을 참조 바란다.

또한, PI 제어기(43)의 이득은 판단부 B(69b)에 의해 얻어진 적절한 관성값을 고려하여, 예를 들어 속도 제어 시스템의 개방 루프 전달 특성(또는, 속도 제어 시스템의 제어 대역)이 설계치에 일치하도록 설정하면 된다. 또한, 모델 연산부(30)의 관성부(35)는 이득 특성이 1/J이기 때문에, 판단부 B(69b)에 의해 확정된 관성 식별값의 역수로 하면 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치의 동작을 도 1 및 도 3 내지 도 6을 이용하여 설명한다.

관성값을 식별하기 위해, 엘리베이터 칸(15)을 어느 층에서 우선 정지시켜놓고 도 1에 나타낸 바와 같이, 속도 지령 생성부(2)에서 생성된 속도 지령치로서 도 5에 나타낸 관성 식별용의 속도 지령치를 속도 제어부 B(3b)에 입력하고, 속도 제어부 B(3b)가 토크 제어부(5)를 통해 토크 지령치를 모터(7)에 주고 모터(7)를 구동하여 엘리베이터 칸(15)을 주행 운동시킨다. 속도 검출부(20)가 인코더(8)에 의해 모터(7)의 위치 검출치를 검출하여 미분기(19)를 통해 속도 검출치를 구하고, 속도 검출치를 속도 제어부 B(3b)에 입력한다.

다음으로, 속도 제어부 B(3b)의 동작에 대해 도 6을 이용하여 설명한다.

모델 연산부(30)는 다음과 같이 동작한다.

제1 감산기(31)가 속도 지령치에서 모델 속도 지령치를 감산하여 제1 속도 편차치를 구한다. 그리고 제어부(33)가 이러한 제1 속도 편차치를 이용하여 모델 토크 지령치를 구한다. 다음으로, 관성부(35)가 이러한 모델 토크 지령치를 이용하여 모델 가속도 지령치를 구한다. 그리고 적분기(37)가 이 모델 가속도 지령치를 이용하여 모델 속도 지령치를 구한다.

또한, 토크 지령 생성부 B(40b)는 다음과 같이 동작한다.

제2 감산기(41b)가 모델 속도 지령치에서 속도 검출치를 감산하여 제2 속도 편차치를 구한다. 제1 가산기(45)가, 제2 속도 편차치를 이용하여 PI 제어에 의해 PI 제어기(43)가 구한 값과 모델 토크 지령치를 가산하여 토크 지령치를 구한다.

따라서, 본 발명의 실시 형태 2의 속도 제어부 B(3b)를 이용한 경우에는 도 5에 나타낸 관성 식별용의 속도 지령치가 모델 연산부(30)를 경유하여 평활화된 모델 속도 지령치로서 토크 지령 생성부 B(40b)에 입력되게 된다.

이에, 이러한 속도 제어부 B(3b)를 이용한 경우에는, 관성 식별용의 속도 지령치가 그대로 입력되는 본 발명의 실시 형태 1의 속도 제어부 A(3a)의 경우에 비해, 모터(7)의 속도의 급변이 줄어들기 때문에, 시브(9)와 로프(11) 사이에서 슬립 현상이 발생하기 어려워지며, 결과적으로 올바른 엘리베이터의 관성값, 즉, 모터(7)에서 보았을 때의 엘리베이터 전체의 관성값을 얻을 수 있다.

다음으로, 관성 결정부 B(50b)의 동작에 대해서도 도 6을 이용하여 설명한다.

관성 결정부 B(50b) 내부에서는 속도 검출치와 토크 지령치를 이용하여 관성 산출부(60)가 관성 식별값을 구한다. 관성 산출부(60)의 일 구체예인 관성 산출부 F(60f)에서는 토크 지령치의 시간 파형으로부터 직류 성분 및 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 제거할 수 있는 주파수 특성을 갖는 필터부(62)의 출력을 이용하여, 관성 식별부(67)가 식 (12)에 나타낸 점화식에 기초하여 엘리베이터의 관성 식별값을 산출한다.

관성 결정부 B(50b)내의 판단부 B(69b)는 관성 산출부(60)가 구한 관성 식별값이 적절한 값인지 아닌지에 대해 관성 산출부(60)의 일 구체예인 관성 산출부 F(60f)가 산출한 관성 식별값의 수렴 정도를 확인하면서 판단하고, 수렴했다고 판단했을 때의 관성 식별값을 적절한 관성 식별값으로 확정하여 출력한다. 또한, 관성 식별값의 수렴 여부에 대한 구체적인 판단은, 예를 들어 식 (13)에 나타낸 수렴 판정식을 4회 연속 만족했을 때 관성 식별값은 수렴했다고 하면 된다.

다음으로, 관성 결정부 B(50b)내의 제어 파라미터 설정부 B(71b)가 판단부 B(69b)가 확정한 적절한 관성 식별값을 이용하여 제어 장치의 제어 파라미터를 설정한다. 여기에서의 제어 파라미터란 토크 지령 생성부 B(40b)의 PI 제어기(43)의 이득 및 모델 연산부(30) 내의 관성부(35)의 파라미터이다.

구체적으로는, PI 제어기(43)의 이득은 판단부 B(69b)에 의해 확정된 적절한 관성 식별값을 고려하여, 예를 들어 속도 제어 시스템의 개방 루프 전달 특성(또는, 속도 제어 시스템의 제어 대역)이 설계치에 일치하도록 설정하면 된다. 또한, 모델 연산부(30)의 관성부(35)는 이득 특성이 1/J이기 때문에, 얻은 관성 식별값의 역수로 하면 된다.

또한, 엘리베이터 제어 장치(1)는 관성 식별값이 수렴하여 확정할 수 있었을 때, 속도 지령치로서 관성 식별용의 속도 지령치를 적용하는 것을 정지하고, 속도 지령 생성부(2)의 전환 스위치를 전환하여 속도 지령치로서 통상 운전용 속도 지령치를 적용하여 통상 운전을 개시한다. 그리고 통상 운전시에는 관성 결정부 B(50b)의 내부에서 관성 식별의 연산을 정지한다.

그리고 통상 운전을 개시함에 있어서, 제어 파라미터 설정부 B(71b)는 관성 결정부 B(50b)의 판단부 B(69b)가 확정한 관성 식별값을 이용하여 엘리베이터 제어 장치의 제어 파라미터를 적절히 설정하게 된다.

그리고 엘리베이터 제어 장치(1)는 관성 식별 동작을 완료한 후에 제어 파라미터 설정부 B(71b)에 의해 설정된 제어 파라미터를 이용하여 연산을 수행함으로써 통상 운전 동작을 실시한다.

또한, 도 3에 나타낸 관성 산출부(60)의 일 구체예인 관성 산출부 F(60f)의 동작에 대해서는, 이미 본 발명의 실시 형태 1에서 설명한 내용과 동일하다.

본 발명의 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치는, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치에 있어서 속도 지령치 및 토크 지령치의 각각 규범이 되는 모델 속도 지령치 및 모델 토크 지령치를 모델 속도 지령치가 속도 지령치의 시간 파형에 추종하도록 연산함으로써 구하는 모델 연산 수단으로서의 모델 연산부를 구비하고, 토크 지령 생성 수단으로서의 토크 지령 생성부는 모델 속도 지령치와 속도 검출치의 차이에 기초하여 산출한 값에 모델 토크 지령치를 가산한 값을 토크 지령치로서 생성한다.

따라서, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치에 의하면, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치와 마찬가지로 엘리베이터의 관성값을 식별할 때에 로프 언밸런스의 영향을 효과적으로 제거할 수 있고, 특히 로프 언밸런스가 문제가 되는 고양정 엘리베이터에서 관성값을 정확하게 식별할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.

또한, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치는 2 자유도 제어 시스템의 일 구체예이므로, 정확한 관성값을 이용하여 제어 파라미터를 적절히 설정하면, 본 발명의 실시 형태 1에 비해 2 자유도 제어 시스템에 의한 이점인 속도 지령치에 대한 속도치의 추종 성능 및 시스템에 대한 외란의 억제 성능이 뛰어난 특성을 얻을 수 있다는 효과를 달성한다.

또한, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치는 관성 식별용의 속도 지령치로서 동일한 부호이나 크기가 다른 제1 속도치와 제2 속도치로 교대로 전환되는 시간 파형을 포함하는 특징적인 속도 지령치를 이용하여 관성 식별을 실시했을 경우에는, 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치의 경우와 마찬가지로, 특히 로프 언밸런스가 문제가 되는 고양정 엘리베이터에서 식별 정확도 및 식별 수렴성이 뛰어난 관성 식별을 실현할 수 있다는 효과를 달성한다.

또한, 본 발명의 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치는 관성 식별용의 속도 지령치가 모델 연산부(30)를 경유하여 평활화 되어 모델 속도 지령치로서 토크 지령 생성부 B(40b)에 입력되므로, 관성 식별용의 속도 지령치가 그대로 입력되는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 엘리베이터 제어 장치의 경우와 비교하여, 모터의 속도의 급변이 줄어들기 때문에 시브와 로프 사이에서 슬립 현상이 발생하기 어려워져, 결과적으로 올바른 엘리베이터의 관성값, 즉 모터에서 보았을 때의 엘리베이터 전체의 관성값을 얻을 수 있다는 효과를 달성한다.

다른 실시 형태.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 엘리베이터 제어 장치에 있어서 관성 산출부의 내부 구성도를 도 7에 나타낸다.

본 발명의 실시 형태 1 및 실시 형태 2에 있어서, 앞서 설명한 도 3은 본 발명의 실시 형태 1 및 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치에 있어서 관성 산출부의 내부 구성도를 나타낸 것이었다. 이에 대해, 도 7은 도 3에서 가속도 변환부(61)와 필터부(62)를 전후로 바꿔 놓은 구성을 나타낸 것이다.

그리고 본 발명의 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 엘리베이터 제어 장치는 선형 시스템이라 하였으므로, 도 7에서 나타내는 관성 산출부 G(60g)를 이용한 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 엘리베이터 제어 장치도, 도 3으로 나타내는 관성 산출부 F(60f)를 이용한 본 발명의 실시 형태 1 및 실시 형태 2에 따른 엘리베이터 제어 장치와 동일한 효과를 달성할 것임은 분명하다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명에 따른 엘리베이터 제어 장치는, 특히 로프 언밸런스가 문제가 되는 고양정 엘리베이터의 관성값을 정확하게 식별하는 시스템에 이용할 수 있다.

1 엘리베이터 제어 장치, 2 속도 지령 생성부, 3 관성 식별 기능을 갖는 속도 제어부(3a속도 제어부 A, 3b 속도 제어부 B), 5 토크 제어부, 7 모터, 8 인코더, 9 시브, 11 로프, 13 평형추, 15 엘리베이터 칸, 19 미분기, 20 속도 검출부, 30 모델 연산부, 31 제1 감산기, 33 제어부, 35 관성부, 37 적분기, 40 토크 지령 생성부(40a 토크 지령 생성부 A, 40b 토크 지령 생성부 B), 41 제2 감산기(41a 제2 감산기 A, 41b 제2 감산기 B), 43 PI 제어기, 45 제1 가산기, 50 관성 결정부(50a 관성 결정부 A, 50b 관성 결정부 B), 60 관성 산출부(60f 관성 산출부 F, 60g 관성 산출부 G), 61 가속도 변환부, 62 필터부, 67 관성 식별부, 69 판단부(69a 판단부 A, 69b 판단부 B), 71 제어 파라미터 설정부(71a 제어 파라미터 설정부 A, 71b 제어 파라미터 설정부 B)

Claims (3)

1. 엘리베이터의 엘리베이터 칸을 승강 운동시키는 토크를 발생시키는 모터와,
   상기 모터의 속도 지령치를 생성하는 속도 지령 생성 수단과,
   상기 모터의 속도를 검출하는 속도 검출 수단과,
   상기 속도 지령치와 상기 속도 검출 수단에서 검출된 속도치에 기초하여 토크 지령치를 생성하는 토크 지령 생성 수단과,
   상기 모터에서 발생된 토크의 값이 상기 토크 지령치에 일치하도록 상기 모터를 제어하는 토크 제어 수단과,
   상기 속도 검출 수단에서 검출된 속도치와 상기 토크 지령치에 기초하여 상기 엘리베이터의 관성값을 산출하는 관성 산출 수단을 구비한 엘리베이터 제어 장치에 있어서,
   상기 관성 산출 수단은,
   상기 토크 지령치의 시간 파형으로부터 직류 성분 및 로프 언밸런스에 의한 토크 성분을 제거하는 필터 수단과,
   속도의 차원을 가지는 시간 파형을 가속도의 차원을 가지는 시간 파형으로 변환하는 가속도 변환 수단과,
   상기 속도 검출 수단에서 검출된 속도치의 시간 파형이 직렬 연결된 상기 가속도 변환 수단과 상기 필터 수단에 입력된 때의 출력, 및 상기 토크 지령치의 시간 파형이 상기 필터 수단에 입력된 때의 출력에 기초하여 상기 엘리베이터의 관성값을 식별하는 관성 식별 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 엘리베이터 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 속도 지령치 및 토크 지령치의 각각 규범이 되는 모델 속도 지령치 및 모델 토크 지령치를, 상기 모델 속도 지령치가 상기 속도 지령치의 시간 파형에 추종하도록 연산함으로써 구하는 모델 연산 수단을 구비하고,
   상기 토크 지령 생성 수단은,
   상기 모델 속도 지령치와 상기 속도 검출치의 차이에 기초하여 산출한 값에 상기 모델 토크 지령치를 가산한 값을 토크 지령치로서 생성하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 제어 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 속도 지령치의 시간 파형은, 동일한 부호이나 크기가 다른 제1 속도치와 제2 속도치로 교대로 전환되는 시간 파형을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 제어 장치.

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