KR20180037438A - 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법 - Google Patents

외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법에 관한 것으로, 그 목적은 외란제어기를 벡터제어에 선택적으로 적용하여 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어에 방해가 되는 전기 또는 기계적인 외란을 토크 제어로 상쇄시켜 효율적인 외란 제어를 행할 수 있도록 한 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법는, 엘리베이터 도어의 동기전동기를 제어하는 벡터제어에서 외란제어를 선택적으로 적용하여 엘리베이터 도어의 속도패턴을 제어하도록 이루어지되, 토크 전류 지령(Iq)값과 속도센서(ωr) 간의 상관관계를 전달함수로 만든 후, 상기 토크 전류 지령(Iq)값과 속도센서(ωr) 간의 상관관계로 만든 전달함수를 외란제어에 적용하도록 이루어진다.

Description

외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법{SPEED PATTERN CONTROL METHOD OF ELEVATOR DOOR}
본 발명은 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외란제어를 선택적으로 적용하여 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어에 방해가 되는 전기 또는 기계적인 외란을 토크 제어로 상쇄시켜 제어할 수 있도록 한 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 다양한 종류의 고층 건물에 설치되어 승객의 수직방향으로의 이동 시에 이용되는 엘리베이터 장치는 그 내부에 승객이 탑승한 상태에서 건물 내부에 수직방향으로 형성된 승강로를 따라 상ㆍ하방향으로 이동하면서 탑승객을 이동시키는 엘리베이터 카와, 소정 동력을 발생시키는 모터부와 권상기 등이 구비되어 상기 엘리베이터 카를 승객의 버튼 조작에 따른 해당 층으로 이동시키는 기계부 및, 승객의 버튼 조작에 따라 상기 기계부를 제어하면서 상기 엘리베이터 카가 원활하고 안정적으로 운행될 수 있도록 제어를 행하는 엘리베이터 제어부 등을 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 엘리베이터 장치에 구비되는 엘리베이터 카에는 선택적으로 개폐되는 카도어가 구비됨과 아울러, 건물의 각층 승강장의 승강구에는 상기 카도어와 연동하여 개폐되면서 탑승객을 해당 층에 승하차 시킬 수 있도록 하는 승장도어가 설치된다.
한편, 상기 엘리베이터 장치에 구비되는 도어는 제어거리 및 표준 구동시간이 정해지면 가속과 정속 및 감속의 속도패턴이 결정되게 되는데, 상술한 바와 같이 속도패턴이 결정되었다 하더라도 기계적이 마찰이나 관성, 전기적인 노이즈 등의 외란이 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어의 방해요소로 작용하는 문제점이 발생하게 되었다.
또한, 각종 산업현장에서 널리 사용되는 PID 제어기는 제어기의 성능이 시스템의 파라미터에 이득 값이 알맞게 조절될 경우 좋은 제어특성을 보이지만, 파라미터 변화 및 외란을 보상함으로서 엘리베이터 도어의 속도 패턴을 정밀하게 제어하는 데에서 적합하지 않은 문제점도 발생하게 되었다.
국내 공개특허공보 제10-2000-0009628호
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출되어진 것으로, 본 발명은 외란제어기를 벡터제어에 선택적으로 적용하여 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어에 방해가 되는 전기 또는 기계적인 외란을 토크 제어로 상쇄시켜 효율적인 외란 제어를 행할 수 있도록 한 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법은, 엘리베이터 도어의 동기전동기를 제어하는 벡터제어에서 외란제어를 선택적으로 적용하여 엘리베이터 도어의 속도패턴을 제어하도록 이루어지되, 토크 전류 지령(Iq)값과 속도센서(ωr) 간의 상관관계를 전달함수로 만든 후, 상기 토크 전류 지령(Iq)값과 속도센서(ωr) 간의 상관관계로 만든 전달함수를 외란제어에 적용하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 토크 전류 지령(Iq)값과 속도센서(ωr) 간의 상관관계로 만들어지는 전달함수는 하기와 같이 이루어진 것을 특징으로 한다.
Figure pat00001
더 바람직하게, 상기 토크 전류 지령(Iq)값과 속도센서(ωr)간의 상관관계로 만들어지는 전달함수가 외란제어에 적용되는데 있어서는 엘리베이터 사용자가 도어의 움직임을 인위적인 힘으로 방해할 필요가 있는 특별한 경우 발생할 수 있는 값인 Iq human값과 일반적으로 여닫는 동작 중 발생할 수 있는 값인 Iq DOB값의 비교를 통해 Iq human > Iq DOB인 경우에는 Iq DOB가 출력되어 외란제어가 적용되고, Iq human ≤ Iq DOB인 경우에는 외란제어가 적용되지 않는 것을 특징으로 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 엘리베이터 도어의 속도패턴제어에서 종래의 PID 제어기만으로는 해결이 어려운 기계적인 마찰이나 관성, 전기적인 노이즈 등의 시스템 외란을 효율적으로 제어할 수 있는 효과가 있게 되며, 이를 통해 제어적 강인성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있게 되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법이 적용되는 회로 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법에서 외란제어가 선택적으로 적용되는 과정을 나타내는 플로우차트이다.
이하, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 대해 도를 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법이 적용되는 회로 구성을 나타내는 도면, 도 2는 본 발명에 따른 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법에서 외란제어가 선택적으로 적용되는 과정을 나타내는 플로우차트이다.
먼저, 본 발명에 따른 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법은, 외란제어기를 벡터제어에 선택적으로 적용하여 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어에 방해가 되는 전기 또는 기계적인 외란을 토크 제어로 상쇄시킬 수 있도록 구현된다.
즉, 본 발명에 따른 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법은, 시스템의 불확실성인 외란을 제어하는 현대 제어이론 중, 그 구조가 비교적 간단하고 외란 제거에 뛰어난 성능을 가지고 있는 외란 제어기(DOB: Disturbance Observer)를 벡터제어에 적용하여 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어에서 외란에 대한 강인성을 향상시킬 수가 있게 된다.
Figure pat00002
이를 위해, 본 발명에 따른 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법에서는, 먼저 엘리베이터 도어의 동기전동기를 제어하는 벡터제어에서, 토크 전류 지령(Iq)은 속도센서(ωr)에서 피드백된 속도제어기 출력으로 주어지게 되는데, 상기 토크 전류 지령(Iq)의 크기와 출력되는 속도센서(ωr)의 값은 도어의 파라미터가 변하지 않는다는 가정하에 선형적인 근사치를 가진 상관관계를 가지고 변화한다고 볼 수 있다.
따라서, 실험적으로 얻은 데이터를 통해 상기 토크 전류 지령(Iq)과 속도센서(ωr)간의 상관관계를 하기와 같이 전달함수로 만든다.
Figure pat00003
한편, 엘리베이터 도어 시스템은 파라미터 변화에 대한 외란도 존재하지만, 엘리베이터 승객이 도어의 문닫힘을 인위적으로 막는 등의 인위적인 외란도 존재하게 된다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 인위적인 외란을 감지할 수 있는 알고리즘을 적용하여 선택적으로 외란제어를 수행할 수 있도록 함이 바람직하다.
상술한 바와 같은 파라미터 변화에 의한 외란 및 인위적인 외란의 차이는 외란의 지속성, 크기 등으로 알고리즘에 적용할 수가 있게 되는데, 즉 Iq human값 및 Iq DOB값의 비교를 통해, Iq human > Iq DOB로서 Iq DOB가 출력되는 경우에만 외란제어가 적용되게 되며, Iq human ≤ Iq DOB로서 Iq DOB = 0 인 경우에는 외란제어가 적용되지 않게 된다.
도 1을 참조하여 설명하면, 동기전동기의 출력이 외란의 영향을 받는 경우, 속도센서의 출력에도 영향을 주게 된다.
따라서, 이 값과 토크 전류 지령(Iq)값에 따른 전달함수의 출력값의 차이를 Q필터를 거쳐서 전달함수의 역수에 입력시키게 되면, 오차만큼의 전류값이 계산되고 이 값은 속도제어기 출력의 토크전류 지령값에 피드백되면서, 외란제어를 수행할 수 가 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시 예들이 돌출 된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 내에 속하게 됨은 물론이다.

Claims (3)

  1. 엘리베이터 도어의 동기전동기를 제어하는 벡터제어에서 외란제어를 선택적으로 적용하여 엘리베이터 도어의 속도패턴을 제어하도록 이루어지되,
    토크 전류 지령(Iq)값과 속도센서(ωr) 간의 상관관계를 전달함수로 만든 후, 상기 토크 전류 지령(Iq)값과 속도센서(ωr) 간의 상관관계로 만든 전달함수를 외란제어에 적용하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 토크 전류 지령(Iq)값과 속도센서(ωr) 간의 상관관계로 만들어지는 전달함수는 하기와 같이 이루어진 것을 특징으로 하는 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법.
    Figure pat00004
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 토크 전류 지령(Iq)값과 속도센서(ωr)간의 상관관계로 만들어지는 전달함수가 외란제어에 적용되는데 있어서는 엘리베이터 사용자가 도어의 움직임을 인위적인 힘으로 방해할 필요가 있는 특별한 경우 발생할 수 있는 값인 Iq human값과 일반적으로 여닫는 동작 중 발생할 수 있는 값인 Iq DOB값의 비교를 통해 Iq human > Iq DOB인 경우에는 Iq DOB가 출력되어 외란제어가 적용되고, Iq human ≤ Iq DOB인 경우에는 외란제어가 적용되지 않는 것을 특징으로 하는 외란제어를 선택적으로 적용하는 엘리베이터 도어의 속도패턴 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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