WO2010046275A1 - Procede et dispositif de commande d'une charge de levage - Google Patents

Procede et dispositif de commande d'une charge de levage Download PDF

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WO2010046275A1
WO2010046275A1 PCT/EP2009/063334 EP2009063334W WO2010046275A1 WO 2010046275 A1 WO2010046275 A1 WO 2010046275A1 EP 2009063334 W EP2009063334 W EP 2009063334W WO 2010046275 A1 WO2010046275 A1 WO 2010046275A1
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WO
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speed
load
deceleration
control profile
flg1
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/063334
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English (en)
Inventor
François Malrait
Stéfan Capitaneanu
Original Assignee
Schneider Toshiba Inverter Europe Sas
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Publication date
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Priority to US13/063,077 priority patent/US8584808B2/en
Priority to ES09821619.5T priority patent/ES2640763T3/es
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
    • B66B1/285—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical with the use of a speed pattern generator

Definitions

  • the present invention relates to a control method implemented in a variable speed drive for controlling a lifting load such as an elevator.
  • the invention also relates to a variable speed drive capable of implementing said method.
  • the control profile of a lifting load such as an elevator that moves between floors generally comprises the following main steps: an acceleration to a first speed, the receipt of a deceleration order when the elevator has reached a certain level, this order being able to be given during the passage of the elevator in front of an external sensor, a first deceleration to a second speed lower than the first speed, the receipt of a stop command when the elevator is close to the arrival floor, this order can also be given during the passage of the elevator in front of a second sensor, a second deceleration to the stop.
  • the profile may also comprise a step of maintaining the speed of the elevator at the first speed before the first speed. deceleration and a holding step at the second speed before the second deceleration.
  • the first speed is set to be the maximum speed to be reached by the elevator when traveling between two stages separated by several levels. But when the elevator must make a shorter trip, for example between two separate floors of a single level, this maximum speed is often never reached. In such a situation the elevator is still controlled according to the control profile defined above. The elevator thus receives the deceleration order before reaching its maximum speed and therefore starts the first deceleration earlier according to the same speed profile than if the maximum speed had been reached. However, at the time of receipt of the deceleration order, the elevator has traveled a short distance. During all the distance remaining before receiving the stop command, the elevator moves at low speed. The time spent by the elevator at low speed is therefore very long.
  • GB1560348 discloses a solution to overcome this problem.
  • This document describes the application of a first speed profile to an elevator, this profile with acceleration to a maximum speed, followed by a first deceleration to a low speed landing before further deceleration to a stop.
  • this document proposes the introduction of a second speed profile for shifting the beginning of the first deceleration. The new braking moment occurs at the intersection between the two velocity profiles.
  • the goal is thus to recover the lost distance because of the too premature appearance of the deceleration order by continuing the acceleration to a new speed following the ramp of initial acceleration.
  • the distance remaining to be covered will be respected but not the duration.
  • Document EP0826621 describes a method for adjusting the low speed of an elevator car by applying a compensation frequency in the control.
  • the object of the invention is to provide a control method for minimizing the time spent at low speed when the elevator performs a path such that it receives the deceleration order before reaching its maximum speed.
  • a control method implemented in a variable speed drive for controlling a lifting load the control of the load being performed according to a first control profile which comprises the following main steps: acceleration of the load in view to reach a first speed, deceleration of the load following receipt of a deceleration order, stopping of the load, characterized in that when the load receives the deceleration order while it is at a lower current speed at the first speed, the method comprises: a step of determining a second speed lower than the first speed and greater than the current speed, said second speed having an optimum value for minimizing the travel time of the load up to the first speed; stopping, a step of generating and applying a second control profile replacing the first control profile and including a step of accelerating the load until the second speed is reached according to a nonlinear acceleration ramp taking into account the distance remaining to be traveled, followed by a deceleration step and a stopping step.
  • the second control profile may comprise a step of maintaining the speed of the load at the
  • the second control profile includes a step of maintaining the speed of the load at a third speed lower than the second speed.
  • the second control profile comprises a step of receiving a stop command.
  • the second control profile after receiving the stop command, comprises a deceleration step until it stops.
  • the deceleration order or the stop command is sent by an external sensor capable of detecting the passage of the lifting load or can be sent by a PLC connected to the variable speed drive.
  • the invention also relates to a variable speed drive for controlling the lifting load, the control of the load being performed according to a first control profile which comprises the following steps: acceleration of the load to reach a first speed, reception a deceleration order, deceleration of the load, stopping of the load, characterized in that, when the load receives the deceleration order at a current speed lower than the first speed, the variable speed drive implements: means for determining a second speed lower than the first speed and greater than the current speed, said second speed having an optimum value for minimizing the travel time of the load until it stops, means for generating and setting implementation of a second control profile replacing the first control profile and comprising a step of acceleration of the load until reached e of the second speed according to a nonlinear acceleration ramp taking into account the distance remaining to be traveled, followed by a deceleration step and a stopping step.
  • a first control profile which comprises the following steps: acceleration of the load to reach a first speed, reception a deceleration order, deceleration of
  • the variator comprises means for maintaining the speed of the load at the second speed for a determined duration.
  • variable speed drive comprises means for maintaining the speed of the load at a third speed lower than the second speed.
  • second control profile comprises a reception of a stop command.
  • the second control profile comprises a deceleration to the stop following the reception of the stop command.
  • the drive is connected to an external sensor capable of sending the deceleration command or the stop command when it detects the passage of the lifting load.
  • the drive can be connected to a programmable controller able to send the deceleration order or the stop order.
  • FIGS. 1A and 1B respectively represent a speed profile and its corresponding position profile followed by an elevator moving between two stages while reaching its maximum speed
  • FIGS. 2A and 2B respectively represent a speed profile and its corresponding position profile followed by an elevator moving between two stages without reaching its speed
  • 3A and 3B represent respectively a speed profile and its corresponding position profile followed by an elevator moving between two stages without reaching its maximum speed and with application of the method of the invention. control of the invention.
  • a conventional control profile applied in a variable speed drive for controlling a lifting load such as an elevator using an electric motor comprises the following main steps: receiving a starting order to move the elevator from one stage to another, acceleration along an acceleration ramp RA to a maximum speed ⁇ R , receiving a deceleration order (FLG1) for example with the aid of a first external sensor placed on the path of the elevator, deceleration according to a deceleration ramp RD until a low speed is reached ⁇ L , reception of a stop command (FLG2) for example with the aid of a second external sensor placed on the elevator path, deceleration along an RS stop ramp until the elevator stops at the desired floor.
  • a deceleration order FLG1
  • FLG2 stop command
  • Each external sensor is disposed on the elevator path at a distance before the desired arrival stage to meet the deceleration and stopping distances.
  • each ramp acceleration, deceleration, stop
  • the pulses or rounded jerk in English
  • the control profile defined above is ideal when the elevator moves several levels because the elevator then has a sufficient time to reach its maximum speed ⁇ R before receiving the deceleration order (FLG1).
  • the deceleration order (FLG1) can be received before the elevator has had time to reach its stage. maximum speed ⁇ R.
  • the variator determines a second speed C 0 R 0pt lower than the speed C O R and greater than its current speed, this second speed being an optimum speed up to which the elevator can continue to accelerate to minimize the time of travel to a stop while respecting stopping distances (see Figures 3A and 3B).
  • the principle of the invention therefore consists in seeking a function of time such that:
  • ⁇ is designated as the current speed of the load
  • ⁇ the current position of the load
  • ⁇ represents the acceleration of the load
  • j represents the pulse ("jerk") of the load.
  • ( ⁇ o , ⁇ o ) represents the trajectory point at the moment of reception of the deceleration order
  • ( ⁇ L , ⁇ ) represents the point to reach of the trajectory
  • ⁇ Dd the distance to be traveled during the deceleration movement , between the maximum speed and the low speed.
  • t D represents the deceleration time
  • the pair ( ⁇ o , ⁇ o ) is obtained by the current position of the trajectory.
  • the distance ⁇ Dd is known because it is the distance traveled during the first deceleration. If this distance ⁇ Dd is respected by the control profile, the stopping distance constraints will also be respected.
  • the resolution consists of starting from all the known data ( ⁇ o , ⁇ o , ⁇ Dd , T R ) to calculate an optimal maximum speed ⁇ R opt to achieve which minimizes the total time of movement.
  • the first example is to determine the optimal speed ⁇ R opt , considering for example the following control profile, piecewise linear acceleration (see Figure 1 B): acceleration ⁇ A during the time Ta following an acceleration ramp RA, holding at the speed ⁇ R during a bearing time Tp, acceleration ⁇ D during the time Td following a deceleration ramp RD, holding at the low speed CO L during a time T L to travel the remaining distance to the stop.
  • the calculation of the optimal speed ⁇ R opt is done in respect of the magnitudes of accelerations and impulses to maintain a level of comfort. It may be that the calculation of the optimal speed changes the acceleration and momentum quantities compared to the initial trajectory.
  • the acceleration ramp to reach the optimal speed C0 R ⁇ pt calculated is the acceleration ramp RA of the initially planned control profile and that the deceleration ramp applied after reaching the optimal speed ⁇ R opt is also the deceleration ramp RD of the initially planned control profile.
  • T R The variation of T R is determined from its derivative:
  • ⁇ R is greater than ⁇ L , it follows that the function T R is monotonically decreasing on its definition space, that is to say ⁇ R in [ ⁇ L , ⁇ R opt ].
  • the speed ramps are calculated from a polynomial of order 6, a function of time.
  • speed follows a continuous and non-linear profile.
  • the acceleration ramp to reach the optimal speed ⁇ R opt calculated is also the acceleration ramp RA of the initially planned control profile and that the deceleration ramp applied after reaches the optimum speed C0 R ⁇ pt is also the deceleration ramp RD of the initially planned control profile.
  • ( ⁇ o , ⁇ o ) represents the trajectory point at the moment of reception of the deceleration order
  • ( ⁇ L , ⁇ ) represents the point to reach of the trajectory
  • ⁇ Dd the distance to be traveled during the movement of deceleration, between the maximum speed and the low speed.
  • t D represents the deceleration time
  • the pair ( ⁇ o , ⁇ o ) is obtained by the current position of the trajectory.
  • the distance ⁇ Dd is known because it is the distance traveled during the first deceleration. If this distance ⁇ Dd is respected by the control profile, the stopping distance constraints will also be respected.
  • the optimum speed calculated by the first or second example is inserted in a new control profile determined by the drive when the deceleration command (FLG1) is received while the maximum speed ⁇ R provided in the initial control profile has not been set. not been reached.
  • This second control profile is determined by taking into account the new optimum speed calculated ⁇ R opt , by respecting the two previously defined principles related to the accelerations and pulses to be applied in order to guarantee an optimal comfort to the user and taking into account the distance remaining to go.
  • This new control profile therefore comprises, after reception of the deceleration order (FLG1), the following steps: acceleration to the optimum speed ⁇ R opt calculated according to a new acceleration ramp RA opt taking into account in particular the remaining distance to be traveled, deceleration according to a new deceleration ramp RD opt , taking also into account the distance remaining to be traveled, until reaching the low speed COL, receiving the stop command (FLG2) for example at the using the second external sensor placed on the path of the elevator, deceleration along the stop ramp RS until the complete stop of the elevator to the desired floor.
  • the new ramps RA opt , RD opt calculated are of course non-linear to respect the constraints of comfort. According to the invention, in certain cases, the initial ramps RA and RD can no longer be respected and it is necessary to determine new ramps to respect the imposed distance. For example, if the distance to travel is too great to reach the optimal speed ⁇ R opt when applying the initial acceleration ramp
  • This new control profile can include in particular a step of maintaining the speed of the load at the optimum speed ⁇ R opt to create a step at this speed for a determined duration, between zero and several seconds, and a step of maintaining the speed of the load at low speed COL for a certain duration, ranging from zero to several seconds, before receiving the stop command (FLG2).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un procédé de commande mis en œuvre dans un variateur de vitesse pour commander une charge de levage, la commande de la charge étant réalisée selon un premier profil de commande qui comporte les étapes principales suivantes : accélération de la charge en vue d'atteindre une première vitesse (ωR), décélération de la charge suite à la réception d'un ordre de décélération (FLG1 ), arrêt de la charge. Lorsque la charge reçoit un ordre de décélération (FLG1 ) alors qu'elle est à une vitesse courante inférieure à la première vitesse (ωR), le procédé comporte : une étape de détermination d'une deuxième vitesse (ωR opt) inférieure à la première vitesse (ωR) et supérieure à la vitesse courante, ladite deuxième vitesse (ωR opt ) ayant une valeur optimale pour minimiser le temps de parcours de la charge jusqu'à l'arrêt.

Description

Procédé et dispositif de commande d'une charge de levage
La présente invention se rapporte à un procédé de commande mis en œuvre dans un variateur de vitesse pour commander une charge de levage tel qu'un ascenseur. L'invention concerne également un variateur de vitesse susceptible de mettre en œuvre ledit procédé.
Le profil de commande d'une charge de levage tel qu'un ascenseur qui se déplace entre des étages comporte en règle générale les étapes principales suivantes: une accélération jusqu'à une première vitesse, la réception d'un ordre de décélération lorsque l'ascenseur a atteint un certain niveau, cet ordre pouvant être donné lors du passage de l'ascenseur devant un capteur externe, une première décélération jusqu'à une seconde vitesse inférieure à la première vitesse, la réception d'un ordre d'arrêt lorsque l'ascenseur est proche de l'étage d'arrivée, cet ordre pouvant également être donné lors du passage de l'ascenseur devant un second capteur, une seconde décélération jusqu'à l'arrêt.
Selon la durée pour atteindre la première vitesse suite à l'accélération et la durée pour atteindre la seconde vitesse suite à la première décélération, le profil peut également comporter une étape de maintien de la vitesse de l'ascenseur à la première vitesse avant la première décélération et une étape de maintien à la seconde vitesse avant la seconde décélération.
La première vitesse est réglée pour être la vitesse maximale à atteindre par l'ascenseur lors d'un trajet entre deux étages séparés de plusieurs niveaux. Or lorsque l'ascenseur doit effectuer un trajet plus court, par exemple entre deux étages séparés d'un seul niveau, cette vitesse maximale n'est souvent jamais atteinte. Dans une telle situation l'ascenseur est tout de même commandé selon le profil de commande défini ci-dessus. L'ascenseur reçoit donc l'ordre de décélération avant d'avoir atteint sa vitesse maximale et débute donc la première décélération plus tôt selon un même profil de vitesse que si la vitesse maximale avait été atteinte. Or, au moment de la réception de l'ordre de décélération, l'ascenseur n'a parcouru qu'une faible distance. Pendant toute la distance restante avant la réception de l'ordre d'arrêt, l'ascenseur se déplace donc à basse vitesse. La durée passée par l'ascenseur à la basse vitesse est donc très longue.
Le brevet GB1560348 décrit une solution permettant de palier ce problème. Ce document décrit l'application d'un premier profil de vitesse à un ascenseur, ce profil comportant une accélération jusqu'à atteindre une vitesse maximale, suivie d'une première décélération jusqu'à un palier à basse vitesse avant une nouvelle décélération jusqu'à l'arrêt. Lorsque l'ordre de freinage qui commande la première décélération intervient alors que la vitesse maximale n'a pas été atteinte, ce document propose l'introduction d'un second profil de vitesse permettant de décaler le début de la première décélération. Le nouvel instant de freinage intervient à l'intersection entre les deux profils de vitesse. Dans ce document de l'état de la technique, le but est ainsi de récupérer la distance perdue à cause de l'apparition trop prématurée de l'ordre de décélération en poursuivant l'accélération jusqu'à une nouvelle vitesse suivant la rampe d'accélération initiale. Cependant, en conservant la rampe d'accélération initiale pour atteindre la nouvelle vitesse, la distance restant à parcourir sera respectée mais pas la durée.
Le document EP0826621 décrit pour sa part une méthode pour ajuster la basse vitesse d'une cabine d'ascenseur en appliquant une fréquence de compensation dans la commande.
Le but de l'invention est de proposer un procédé de commande permettant de minimiser le temps passé à basse vitesse lorsque l'ascenseur effectue un trajet tel qu'il reçoit l'ordre de décélération avant d'avoir atteint sa vitesse maximale.
Ce but est atteint par un procédé de commande mis en œuvre dans un variateur de vitesse pour commander une charge de levage, la commande de la charge étant réalisée selon un premier profil de commande qui comporte les étapes principales suivantes : accélération de la charge en vue d'atteindre une première vitesse, décélération de la charge suite à la réception d'un ordre de décélération, arrêt de la charge, caractérisé en ce que lorsque la charge reçoit l'ordre de décélération alors qu'elle est à une vitesse courante inférieure à la première vitesse, le procédé comporte : une étape de détermination d'une deuxième vitesse inférieure à la première vitesse et supérieure à la vitesse courante, ladite deuxième vitesse ayant une valeur optimale pour minimiser le temps de parcours de la charge jusqu'à l'arrêt, une étape de génération et d'application d'un second profil de commande remplaçant le premier profil de commande et comportant une étape d'accélération de la charge jusqu'à l'atteinte de la deuxième vitesse selon une rampe d'accélération non linéaire tenant compte de la distance restant à parcourir, suivie d'une étape de décélération et d'une étape d'arrêt. Selon une particularité de l'invention, le second profil de commande peut comporter une étape de maintien de la vitesse de la charge à la deuxième vitesse pendant une durée déterminée.
Selon une autre particularité, entre l'étape de décélération et l'étape d'arrêt, le second profil de commande comporte une étape de maintien de la vitesse de la charge à une troisième vitesse inférieure à la deuxième vitesse.
Selon une autre particularité, à l'issue de l'étape de décélération, le second profil de commande comporte une étape de réception d'un ordre d'arrêt.
Selon une autre particularité, après réception de l'ordre d'arrêt, le second profil de commande comporte une étape de décélération jusqu'à l'arrêt.
Selon une autre particularité, l'ordre de décélération ou l'ordre d'arrêt est envoyé par un capteur externe apte à détecter le passage de la charge de levage ou peut être envoyé par un automate connecté au variateur de vitesse.
L'invention concerne également un variateur de vitesse permettant de commander la charge de levage, la commande de la charge étant réalisée selon un premier profil de commande qui comporte les étapes suivantes : accélération de la charge en vue d'atteindre une première vitesse, réception d'un ordre de décélération, décélération de la charge, arrêt de la charge, caractérisé en ce que, lorsque la charge reçoit l'ordre de décélération à une vitesse courante inférieure à la première vitesse, le variateur de vitesse met en œuvre : des moyens de détermination d'une deuxième vitesse inférieure à la première vitesse et supérieure à la vitesse courante, ladite deuxième vitesse ayant une valeur optimale pour minimiser le temps de parcours de la charge jusqu'à l'arrêt, des moyens de génération et de mise en œuvre d'un second profil de commande remplaçant le premier profil de commande et comportant une étape d'accélération de la charge jusqu'à l'atteinte de la deuxième vitesse selon une rampe d'accélération non linéaire tenant compte de la distance restant à parcourir, suivie d'une étape de décélération et d'une étape d'arrêt.
Selon une particularité de l'invention, le variateur comporte des moyens pour maintenir la vitesse de la charge à la deuxième vitesse pendant une durée déterminée.
Selon une autre particularité, le variateur de vitesse comporte des moyens pour maintenir la vitesse de la charge à une troisième vitesse inférieure à la deuxième vitesse. Selon une autre particularité, le second profil de commande comporte une réception d'un ordre d'arrêt.
Selon une autre particularité, le second profil de commande comporte une décélération jusqu'à l'arrêt suite à la réception de l'ordre d'arrêt.
Selon une autre particularité, le variateur est connecté à un capteur externe apte à envoyer l'ordre de décélération ou l'ordre d'arrêt lorsque qu'il détecte le passage de la charge de levage. En variante, le variateur peut être connecté à un automate programmable apte à envoyer l'ordre de décélération ou l'ordre d'arrêt.
D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels : les figures 1A et 1 B représentent respectivement un profil de vitesse et son profil de position correspondant suivis par un ascenseur se déplaçant entre deux étages en atteignant sa vitesse maximale, les figures 2A et 2B représentent respectivement un profil de vitesse et son profil de position correspondant suivis par un ascenseur se déplaçant entre deux étages sans atteindre sa vitesse maximale et sans application du procédé de commande de l'invention, les figures 3A et 3B représentent respectivement un profil de vitesse et son profil de position correspondant suivis par un ascenseur se déplaçant entre deux étages sans atteindre sa vitesse maximale et avec application du procédé de commande de l'invention.
Comme déjà décrit précédemment, en référence à la figure 1 B, un profil de commande classique appliqué dans un variateur de vitesse pour commander une charge de levage telle qu'un ascenseur à l'aide d'un moteur électrique comporte les étapes principales suivantes : réception d'un ordre de départ pour déplacer l'ascenseur d'un étage à un autre, accélération selon une rampe d'accélération RA jusqu'à atteindre une vitesse maximale ωR, réception d'un ordre de décélération (FLG1 ) par exemple à l'aide d'un premier capteur externe placé sur le trajet de l'ascenseur, décélération selon une rampe de décélération RD jusqu'à atteindre une basse vitesse ωL, réception d'un ordre d'arrêt (FLG2) par exemple à l'aide d'un second capteur externe placé sur le trajet de l'ascenseur, décélération selon une rampe d'arrêt RS jusqu'à l'arrêt complet de l'ascenseur à l'étage voulu.
Chaque capteur externe est disposé sur le trajet de l'ascenseur à une certaine distance avant l'étage d'arrivée souhaité pour respecter les distances de décélération et d'arrêt.
Ce type de profil de commande est mis en œuvre en tenant compte de contraintes liées au confort de l'utilisateur. En effet, ce profil de commande doit être appliqué de manière confortable pour l'utilisateur ce qui implique l'application de rampes non linéaires. Pour cela, deux principes sont généralement appliqués : chaque rampe (accélération, décélération, arrêt) doit être appliquée suivant une accélération faible, au plus égale à 0,5 m/s2, les impulsions ou arrondis (jerk en anglais) en début et en fin de chaque rampe doivent être limitées, par exemple à une valeur comprise entre 0,2 et
0,5 m/s3.
Le profil de commande défini ci-dessus est idéal lorsque l'ascenseur se déplace de plusieurs niveaux car l'ascenseur dispose alors d'un temps suffisant pour atteindre sa vitesse maximale ωR avant la réception de l'ordre de décélération (FLG1 ). En revanche, lorsque l'ascenseur effectue un trajet court entre deux étages, par exemple séparés d'un seul niveau, l'ordre de décélération (FLG1 ) peut être reçu avant que l'ascenseur n'ait eu le temps d'atteindre sa vitesse maximale ωR. Dans ce cas, si l'ascenseur continue d'accélérer après la réception de l'ordre de décélération (FLG1 ), les distances d'arrêt à l'étage souhaité ne pourront pas être respectées ou si l'ascenseur est commandé en décélération selon le profil de commande défini ci-dessus, la basse vitesse ωL sera atteinte très tôt et l'ascenseur sera donc amené à se déplacer très lentement à cette basse vitesse CÛL pour atteindre l'étage voulu comme représenté sur les figures 2A et 2B.
Selon l'invention, lorsque le variateur de vitesse reçoit l'ordre de décélération (FLG1 ) alors que l'ascenseur est à une vitesse courante inférieure à sa vitesse maximale COR, le variateur détermine une deuxième vitesse CûR 0pt inférieure à la vitesse maximale CÛR et supérieure à sa vitesse courante, cette deuxième vitesse étant une vitesse optimale jusqu'à laquelle l'ascenseur peut continuer d'accélérer pour minimiser le temps de parcours jusqu'à l'arrêt tout en respectant les distances d'arrêt (voir figures 3A et 3B). Le principe de l'invention consiste donc à chercher une fonction du temps telle que :
Figure imgf000008_0001
Dans laquelle ω est désignée comme la vitesse courante de la charge, θ la position courante de la charge, γ représente l'accélération de la charge et j représente l'impulsion ("jerk") de la charge.
Cette fonction f devra respecter les contraintes suivantes
0 = f(0) θDd = f(tD ) ωo = f'(θ) ωL = f'(tD ) . . γo = f'(θ) O = f'(tD ) T < TMAX J < JMAX
Figure imgf000008_0002
(ωo,γo ) représente le point de trajectoire au moment de la réception de l'ordre de décélération, (ωL ,θ) représente le point à atteindre de la trajectoire et θDd la distance à parcourir pendant le mouvement de décélération, entre la vitesse maximale et la basse vitesse. tD représente pour sa part le temps de décélération
Le couple (ωo,γo ) est obtenu par la position courante de la trajectoire.
La distance θDd est connue car il s'agit de la distance parcourue lors de la première décélération. Si cette distance θDd est respectée par le profil de commande, les contraintes de distance d'arrêt le seront également.
Si nous ajoutons un paramètre connu de temps TR correspondant à un temps de palier à la vitesse maximale atteinte par l'ascenseur, la résolution consiste à partir de toutes les données connues (ωo,γo,θDd,TR ) à calculer une vitesse maximale optimale ωR opt à atteindre qui minimise le temps total du mouvement.
Par définition, la vitesse maximale optimale est définie par ωR opt = f'(tR) , où tR est tel que f"(tR) = O .
Deux exemples sont traités ci-après pour modéliser la fonction f définie ci-dessus. Le premier exemple consiste à déterminer la vitesse optimale ωR opt, en considérant par exemple le profil de commande suivant, linéaire par morceaux en accélération (voir figure 1 B) : accélération γA pendant le temps Ta suivant une rampe d'accélération RA, maintien à la vitesse ωR pendant un temps de palier Tp, accélération γD pendant le temps Td suivant une rampe de décélération RD, maintien à la basse vitesse COL pendant un temps TL afin de parcourir la distance restante jusqu'à l'arrêt.
Le calcul de la vitesse optimale ωR opt se fait en respect des grandeurs d'accélérations et d'impulsions pour maintenir un niveau de confort. Il se peut que le calcul de la vitesse optimale modifie les grandeurs d'accélération et d'impulsion comparées à la trajectoire initiale.
Dans ce premier exemple, nous considérons que la rampe d'accélération pour atteindre la vitesse optimale C0R θpt calculée est la rampe d'accélération RA du profil de commande initialement prévu et que la rampe de décélération appliquée après avoir atteint la vitesse optimale ωR opt est également la rampe de décélération RD du profil de commande initialement prévu.
A partir du profil de commande défini ci-dessus en liaison avec la figure 1 B, avec ω désignée comme la vitesse courante de la charge et θ la position courante de la charge, on effectue le raisonnement suivant :
Entre 0 et Ta (phase d'accélération), nous avons :
Figure imgf000009_0001
Ce qui donne en Ta :
Figure imgf000009_0002
θR = ω0 - TA + - - γA - TA 2
Soit avec TA = ^^
Y.
Nous obtenons alors : ΘR = R °
2 - γA
Entre Ta et Ta+Tp, la vitesse étant constante, nous avons ω = ωR θ = θR+ωR-t
Ce qui donne en Ta+Tp : θp=θR+ωR-Tp
Entre Ta+Tp et Ta+Tp +Td (phase de décélération), nous avons : ω = ωR-γD-t θ = θp+ωR -t---γD -t2
Ce qui donne en Ta+Tp+Td : ωR=ωL+γD-TD θD=θp+ωR-TD---γD-TD 2
Avec
Figure imgf000010_0001
On obtient alors : A _ ωR 2-ω0 2 ωR 2-ωL 2
Figure imgf000010_0002
Puis entre Ta+Tp+Td et TR=Ta+Tp+Td+TL, nous avons : ω = ωL θ = θD+ωL-t
Ce qui donne en TR : a A T, ωR -ω0 ωR -ωL θDd=θD+ωL-TL=^ - + ^- ^ + ωL-TL+ωR-Tp
2-γA 2-γD sous la condition que TL>0, il vient alors : n r, τ ωR 2-ω0 2 ωR 2-ωL 2
'Dd -1R AP
2-γA 2-γD
TL = ωL
Nous obtenons alors :
Figure imgf000011_0001
Avec :
=
Figure imgf000011_0002
Nous obtenons donc que le temps de parcours est une fonction de la vitesse ωR.
Si TL <0, cela signifie que les mouvements de fin d'accélération et décélération ont consommés trop de distance. Par conséquent, le temps TL doit être positif ce qui nous amène à poser les relations suivantes :
Figure imgf000011_0003
et à étudier la contrainte :
Figure imgf000011_0004
Nous obtenons alors la relation suivante :
Figure imgf000011_0005
ft 2 y 9
Pour remplir la condition TL > 0 , il faut donc que (ϋR — 2ωR • (ϋR — ωR ≥ 0
En résolvant cette équation du second degré, on obtient la vitesse optimale ωR opt à atteindre tenant compte de la contrainte : ωR opt = -ωR Y + . ^ /COR Y + . ωR 6 Afin de confirmer que la vitesse ωR opt est bien la vitesse optimale permettant de minimiser le temps de parcours, il suffit d'étudier la fonction suivante et son évolution en fonction de ωR :
Figure imgf000012_0001
La variation de TR est déterminée à partir de sa dérivée :
Figure imgf000012_0002
Par définition ωR est supérieure à ωL, il vient donc que la fonction TR est monotone décroissante sur son espace de définition, c'est-à-dire ωR dans [ωL , ωR opt].
Nous constatons donc que le temps TR est minimum lorsque ωR est maximum permettant opt de justifier le choix de ωR = — ω RR γ ++VΛ/cCOR + ωR . On obtient alors
Figure imgf000012_0003
Dans le second exemple, les rampes de vitesse sont calculées à partir d'un polynôme d'ordre 6, fonction du temps. Par construction, la vitesse suit un profil continue et non linéaire. Nous considérons également que la rampe d'accélération pour atteindre la vitesse optimale ωR opt calculée est également la rampe d'accélération RA du profil de commande initialement prévu et que la rampe de décélération appliquée après avoir atteint la vitesse optimale C0R θpt est également la rampe de décélération RD du profil de commande initialement prévu. Considérons le polynôme P d'ordre 6 suivant :
P = a6 -X6 +a5 -X5 +a4 -X4+a3 -X3 +a2 -X2+a1 -X + a0 Définissons la fonction du temps f telle que :
Figure imgf000013_0001
Par définition, nous pouvons exprimer la position θ, la vitesse ω, l'accélération γ, et l'impulsion j à partir de la fonction f et de ses dérivées.
Figure imgf000013_0002
0 = f(0) θDd =f(tD) ωo=f'(θ) ωL =f'(tD) avec les contraintes et γo=r(o) o = r(tD) ^ YMAX' J ^ JMAX
Figure imgf000013_0003
(ωo,γo) représente le point de trajectoire au moment de la réception de l'ordre de décélération, (ωL,θ) représente le point à atteindre de la trajectoire, et θDd la distance à parcourir pendant le mouvement de décélération, entre la vitesse maximale et la basse vitesse. tD représente pour sa part le temps de décélération
Le couple (ωo,γo) est obtenu par la position courante de la trajectoire.
La distance θDd est connue car il s'agit de la distance parcourue lors de la première décélération. Si cette distance θDd est respectée par le profil de commande, les contraintes de distance d'arrêt le seront également.
Nous avons donc à trouver les coefficients du polynôme P vérifiant les contraintes :
Figure imgf000013_0004
II vient : a6 = -10 • θDd + 6 - ωL - tD + 4 - ω0 - tD + - - γ0 - tD 2 a5 = 36 - θDd - 21 - ωL - tD - 15 - ω0 - tD - 2 - γ0 - tD 2 a4 =-45-θDd +25-ωL -tD +2O-ωo -tD +3-γo-tD 2 a3 =20-θDd -10-ωL -tD -10-ω0 -tD -2-γ0 -tD 2
_ 1 a2 Yo -tD
~ 2~' ai = ω0 •tD a0 = 0
Par définition, la vitesse optimale atteinte pendant le mouvement est alors définie par ωR opt - tD = P'(x) , où x est tel que P"(x) = 0.
La vitesse optimale calculée grâce au premier ou second exemple est insérée dans un nouveau profil de commande déterminé par le variateur lorsque l'ordre de décélération (FLG1) est reçu alors que la vitesse maximale ωR prévue dans le profil de commande initial n'a pas été atteinte. Ce second profil de commande est déterminé en tenant compte de la nouvelle vitesse optimale calculée ωR opt, en respectant les deux principes définis précédemment liés aux accélérations et impulsions à appliquer pour garantir un confort optimal à l'utilisateur et en tenant compte de la distance restant à parcourir.
Ce nouveau profil de commande comporte donc, après la réception de l'ordre de décélération (FLG1), les étapes suivantes : accélération jusqu'à la vitesse optimale ωR opt calculée selon une nouvelle rampe d'accélération RAopt tenant compte notamment de la distance restant à parcourir, décélération selon une nouvelle rampe de décélération RDopt, tenant compte également de la distance restant à parcourir, jusqu'à atteindre la basse vitesse COL, réception de l'ordre d'arrêt (FLG2) par exemple à l'aide du second capteur externe placé sur le trajet de l'ascenseur, décélération selon la rampe d'arrêt RS jusqu'à l'arrêt complet de l'ascenseur à l'étage voulu.
Les nouvelles rampes RAopt, RDopt calculées sont bien entendu non linéaires pour respecter les contraintes de confort. Selon l'invention, dans certains cas, les rampes initiales RA et RD ne peuvent plus être respectées et il est nécessaire de déterminer de nouvelles rampes permettant de respecter la distance imposée. Par exemple, si la distance à parcourir est trop grande pour atteindre la vitesse optimale ωR opt lorsqu'on applique la rampe d'accélération initiale
RA, il est nécessaire de déterminer une nouvelle rampe qui sera plus raide.
Ce nouveau profil de commande peut notamment comporter une étape de maintien de la vitesse de la charge à la vitesse optimale ωR opt pour créer un palier à cette vitesse pendant une durée déterminée, comprise entre zéro et plusieurs secondes, et une étape de maintien de la vitesse de la charge à la basse vitesse COL pendant une certaine durée, pouvant aller de zéro à plusieurs secondes, avant la réception de l'ordre d'arrêt (FLG2).
Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande mis en œuvre dans un variateur de vitesse pour commander une charge de levage, la commande de la charge étant réalisée selon un premier profil de commande qui comporte les étapes principales suivantes : accélération de la charge en vue d'atteindre une première vitesse (COR) suivant une première rampe d'accélération (RA) non linéaire, décélération de la charge suite à la réception d'un ordre de décélération (FLG1 ), arrêt de la charge, caractérisé en ce que lorsque la charge reçoit l'ordre de décélération (FLG1 ) alors qu'elle est à une vitesse courante inférieure à la première vitesse (COR), le procédé comporte : une étape de détermination d'une deuxième vitesse (G)R 0pt) inférieure à la première vitesse (COR) et supérieure à la vitesse courante, ladite deuxième vitesse (G)R 0pt) ayant une valeur optimale pour minimiser le temps de parcours de la charge jusqu'à l'arrêt, une étape de génération et d'application d'un second profil de commande remplaçant le premier profil de commande et comportant une étape d'accélération de la charge jusqu'à l'atteinte de la deuxième vitesse (G)R 0pt) selon une deuxième rampe d'accélération (RAopt) non linéaire tenant compte de la distance restant à parcourir, suivie d'une étape de décélération et d'une étape d'arrêt.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le second profil de commande comporte une étape de maintien de la vitesse de la charge à la deuxième vitesse (ωR opt ) pendant une durée déterminée.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, entre l'étape de décélération et l'étape d'arrêt, le second profil de commande comporte une étape de maintien de la vitesse de la charge à une troisième vitesse (COL) inférieure à la deuxième vitesse (G)R 0pt).
4. Procédé l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, à l'issue de l'étape de décélération, le second profil de commande comporte une étape de réception d'un ordre d'arrêt (FLG2).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que après réception de l'ordre d'arrêt (FLG2) le second profil de commande comporte une étape de décélération jusqu'à l'arrêt.
6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'ordre de décélération (FLG1 ) ou l'ordre d'arrêt (FLG2) est envoyé par un capteur devant lequel passe la charge de levage.
7. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'ordre de décélération (FLG1 ) ou l'ordre d'arrêt (FLG2) est envoyé par un automate connecté au variateur de vitesse.
8. Variateur de vitesse pour commander une charge de levage, la commande de la charge étant réalisée selon un premier profil de commande qui comporte les étapes suivantes : accélération de la charge en vue d'atteindre une première vitesse (COR) suivant une première rampe d'accélération (RA) non linéaire, réception d'un ordre de décélération (FLG1 ), décélération de la charge, arrêt de la charge, caractérisé en ce que lorsque la charge reçoit l'ordre de décélération (FLG1 ) à une vitesse courante inférieure à la première vitesse (COR), le variateur de vitesse met en œuvre : des moyens de détermination d'une deuxième vitesse (C0R°P ) inférieure à la première vitesse (COR) et supérieure à la vitesse courante, ladite deuxième vitesse (C0R°P ) ayant une valeur optimale pour minimiser le temps de parcours de la charge jusqu'à l'arrêt, des moyens de génération et de mise en œuvre d'un second profil de commande remplaçant le premier profil de commande et comportant une étape d'accélération de la charge jusqu'à l'atteinte de la deuxième vitesse (C0R°P ) selon une deuxième rampe d'accélération (RAopt) non linéaire tenant compte de la distance restant à parcourir, suivie d'une étape de décélération et d'une étape d'arrêt.
9. Variateur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour maintenir la vitesse de la charge à la deuxième vitesse (ωR 0pt) pendant une durée déterminée (Tp).
10. Variateur selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le variateur de vitesse comporte des moyens pour maintenir la vitesse de la charge à une troisième vitesse (COL) inférieure à la deuxième vitesse (C0R°pt).
1 1. Variateur selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le second profil de commande comporte une réception d'un ordre d'arrêt (FLG2).
12. Variateur selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que le second profil de commande comporte une décélération jusqu'à l'arrêt suite à la réception de l'ordre d'arrêt.
13. Variateur selon la revendication 1 1 ou 12, caractérisé en ce qu'il est connecté à un capteur externe apte à envoyer l'ordre de décélération (FLG1 ) ou l'ordre d'arrêt (FLG2) lorsque qu'il détecte le passage de la charge de levage.
14. Variateur selon la revendication 1 1 ou 12, caractérisé en ce qu'il est connecté à un automate apte à envoyer l'ordre de décélération (FLG1 ) ou l'ordre d'arrêt (FLG2).
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