电梯系统、控制其操作的方法和非瞬时计算机可读介质技术方案

电梯系统、控制其操作的方法和非瞬时计算机可读介质。一种方法控制电梯系统的操作，该电梯系统包括在电梯竖井内移动的电梯轿厢和连接到电梯轿厢和电梯竖井的至少一个电梯线缆。该方法包括以下步骤：在所述电梯系统的工作期间，确定所述电梯线缆的摇摆的速度；并且响应于该确定，根据摇摆的速度的函数来修改连接到电梯线缆的半主动阻尼致动器的阻尼系数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及电梯系统，更具体地，涉及减少电梯系统中电缆的摇摆。
技术介绍
通常的电梯系统包括电梯轿厢，例如，用于使乘客在建筑物的不同的楼层之间移动，和对重，该对重在地面上或下沿着竖直电梯竖井(elevator shaft)中的导轨移动。轿厢和对重经由吊索彼此连接。吊索绕着位于电梯竖井的顶部或底部处的机房中的槽轮周围缠绕。槽轮可以由电动马达来运动，或者对重可以由直线马达来提供动力。而且，轿厢借助一组电缆接收控制信号和电力信号，该组电缆的一侧附接到电梯轿厢的底部且相对侧通常在轿厢的最高处与最低处之间的中间距离处附接到电梯竖井。线缆的摇摆指的是电梯线缆例如电缆在电梯竖井中的振荡。振荡在电梯系统中可能是重大问题。振荡可能例如电梯系统的工作期间由风引起的建筑物歪斜和/或线缆的振动而造成。如果振动的频率接近或进入线缆的固有谐波，则振荡可能比位移大。在这种情况下，线缆可能与电梯竖井中的其他设备纠缠，或随时间在结构上变弱，并且可能损坏电梯系统。各种传统方法控制电梯线缆的摇摆。例如，在日本专利JP2033078A描述的方法中，无源阻尼机械系统将电梯线缆与电梯竖井连接。该无源机械系统减少线缆的运动和振动。类似地，在日本专利JP2106586A中，两个无源机械系统添加到电梯线缆，以减弱掉其振动。一个辊状机械系统安装在电梯线缆与电梯竖井之间的连接点处，辊的运动沿着电梯竖井壁，即，垂直于电梯线缆的振动。另一个类似的无源机械系统使用辊状装置，该装置迫使线缆在电梯线缆的振动轴线上运动。然而，无源阻尼系统是提前构造的，对于电梯系统的状态的任何改变，都防止了调节阻尼系统。因此，需要另一种减少电梯线缆的摇摆的方法。
技术实现思路
本专利技术的一些实施方式的目的是用于通过向线缆施加阻尼力来减少连接到电梯系统中的电梯轿厢的电梯线缆的摇摆的系统和方法。例如，本专利技术的一个实施方式使用连接在电梯线缆与电梯轿厢之间的半主动阻尼致动器，以向电梯线缆施加阻尼力。另一个实施方式使用连接在电梯线缆与电梯竖井之间的半主动阻尼致动器，以向电梯线缆施加阻尼力。实施方式的另一个目的是提供一种最优化地例如仅在需要须时施加阻尼力以使得可以减少电梯系统的部件的维护的方法。例如，本专利技术的一个实施方式根据摇摆的速度的函数来更新半主动阻尼致动器的阻尼系数。该实施方式通过向电梯线缆施加随时间变化的阻尼力来减少电梯线缆的横向摇摆。本专利技术的实施方式基于以下认识：施加于电梯线缆的阻尼力可以用于使电梯系统稳定。因此，可以通过使用电梯线缆的模型基于电梯线缆的稳定性来分析该阻尼力。为了对描述表示电梯线缆运动的动态系统的微分方程求解，各种类型的稳定性由实施方式使用。例如，一些实施方式需要表示电梯线缆的动态系统为李雅普诺夫稳定。具体地，电梯线缆的稳定性可以由控制李雅普诺夫函数(control Lyapunov function)来描述，其中，使电梯线缆稳定的电梯线缆的阻尼力由控制律来确定，使得李雅普诺夫函数沿着受控制律控制的电梯线缆的动力的导数是负定。因此，一个实施方式公开了一种用于控制电梯系统的操作的方法，该电梯系统包括在电梯竖井内移动的电梯轿厢和连接到电梯轿厢和电梯竖井的至少一个电梯线缆。该方法包括在电梯系统的工作期间确定电梯线缆的摇摆的速度；并且响应于该确定根据摇摆的速度的函数修改连接到电梯线缆的半主动阻尼致动器的阻尼系数。该方法的步骤由至少一个处理器执行。另一个实施方式公开了一种电梯系统，该电梯系统包括：电梯轿厢，该电梯轿厢在电梯竖井内移动；电梯线缆，该电梯线缆连接到电梯轿厢和电梯竖井，用于向所述电梯轿厢供给电力；半主动阻尼致动器，该半主动阻尼致动器连接到所述电梯线缆并且连接到所述电梯轿厢或所述电梯竖井；摇摆单元，该摇摆单元用于确定所述电梯线缆的所述摇摆的速度；以及控制单元，该控制单元包括用于根据所述电梯线缆的所述摇摆的所述速度的函数来控制所述半主动阻尼致动器的阻尼系数的处理器。又一个实施方式公开了一种上面存储有指令的非瞬时计算机可读介质，这些指令在由处理器执行时执行以下步骤：在所述电梯系统的工作期间确定所述电梯线缆的摇摆的振幅；基于所述摇摆的所述振幅的微分计算来确定所述摇摆的速度；根据所述摇摆的所述速度的函数来确定半主动阻尼致动器的阻尼系数；以及根据所述阻尼系数来生成控制所述半主动阻尼致动器的命令。附图说明图1A至图1C是使用本专利技术的各种实施方式的电梯系统的示意图；图1D和图1E是根据本专利技术的一些实施方式的半主动阻尼致动器的设置结构的示意图；图2是根据本专利技术的一个实施方式的电梯系统的模型的示意图；图3A是根据本专利技术的一些实施方式的通过改变半主动阻尼致动器的阻尼系数来控制电梯系统的操作的方法的框图；以及图3B是根据本专利技术的另一个实施方式的用于控制电梯系统的操作的方法的框图。具体实施方式由于包括系统的安全性和效率的若干原因，机械系统中的振动减小是重要的。具体地，诸如电梯线缆(诸如向电梯系统中的电梯轿厢供给电力的电缆等)的横向摇摆等的振动与电梯系统维护和乘客的安全直接有关，由此应当减小。由例如诸如风或地震活动等的外部扰动引起的振动可以由各种类型的控制系统减小。通常，存在被动、半主动和主动类型的控制系统。，无源控制系统具有不期望的非适应特性，在于阻尼系数的选定值是最终的并且也无法在安装后修改，即使该值对于所有实际扰动都证明是无效的。主动控制系统使用可以对振动系统施加独立力并且可以提供用于减少振动的期望性能的致动器。主动控制系统的缺点是增加了成本、复杂性、质量和维护。半主动控制系统在系统成本与性能之间提供更好的折中。例如，半主动阻尼致动器允许调节系数，诸如粘性阻尼系数，并且可以用于减少振动，并且可靠，因为这种致动器仅耗散能量。本专利技术的一些实施方式基于这样的认识：通过使用半主动阻尼致动器，即，半主动阻尼器，向电梯线缆施加阻尼力来减少电梯线缆的摇摆是有利的。阻尼力的这种施加可以改变电梯线缆的阻尼并且减少它们的摇摆。另外，与得到相同或类似性能的无源阻尼器的尺寸相比，半主动阻尼器的阻尼系数的随时间变化的选择可以有助于减小半主动阻尼器的尺寸。然而，用无源阻尼器控制的电梯系统可以被模型化为线性系统，而具有半主动阻尼器的电梯系统可以由于半主动阻尼器系数作为电梯线缆的状态的函数的改变而仅被模型化为非线性系统，这较难以分析。由此，半主动阻尼器的控制较难，并且不正确的控制可能增加电梯线缆的摇摆。本专利技术的各种实施方式基于以下认识：施加于电梯线缆的阻尼力可以用于使电梯系统稳定。而且，电梯系统的稳定可以由控制李雅普诺夫函数来描述，使得使电梯线缆系统稳定的电梯线缆的阻尼力确保控制李雅普诺夫函数的导数的负定性。通过组合李雅普诺夫理论和线缆阻尼致动，根据一些实施方式的非线性控制器减小线缆摇摆振幅。要施加的正阻尼的振幅基于李雅普诺夫理论获得。因此，阻尼系数振幅作为线缆摇摆振幅的函数而减小。因此，在一些实施方式中，没有不必要的额外阻尼施加于电梯系统的部分，诸如电梯线缆，这可以降低系统的维护成本和整体能量消耗。图1A是根据本专利技术的一个实施方式的电梯系统的示意图。电梯系统包括电梯轿厢12，该电梯轿厢12经由至少一个电梯线缆连接到电梯系统的不同部件。例如，电梯轿厢和对重14经由主线缆16-17和补偿线缆18彼此连接。电梯轿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制电梯系统的操作的方法，该电梯系统包括在电梯竖井内移动的电梯轿厢和连接到该电梯轿厢和该电梯竖井的至少一个电梯线缆，该方法包括以下步骤：在所述电梯系统的工作期间确定所述电梯线缆的摇摆的速度；以及响应于该确定，根据所述摇摆的所述速度的函数来修改连接到所述电梯线缆的半主动阻尼致动器的阻尼系数，其中，所述方法的步骤由至少一个处理器执行。

【技术特征摘要】
2015.03.16 US 14/658,6071.一种用于控制电梯系统的操作的方法，该电梯系统包括在电梯竖井内移动的电梯轿厢和连接到该电梯轿厢和该电梯竖井的至少一个电梯线缆，该方法包括以下步骤：在所述电梯系统的工作期间确定所述电梯线缆的摇摆的速度；以及响应于该确定，根据所述摇摆的所述速度的函数来修改连接到所述电梯线缆的半主动阻尼致动器的阻尼系数，其中，所述方法的步骤由至少一个处理器执行。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在所述电梯系统的工作期间，确定所述摇摆的振幅；以及基于所述摇摆的所述振幅的数值微分来确定所述摇摆的所述速度。3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：确定使所述电梯系统的状态稳定的控制律，其中，所述控制律基于所述函数确定所述阻尼系数的值，使得所述阻尼系数的所述值确保控制李雅普诺夫函数的导数的负定性。4.根据权利要求3所述的方法，其中，用于所述电梯系统的所述控制律是基于所述电梯系统内的所述电梯线缆的模型来确定的，其中，所述电梯线缆被模型化为经由柔顺弹簧耦接到第二刚性段的第一刚性段，其中，所述第一刚性段附接到所述电梯轿厢，并且所述第二刚性段附接到所述电梯竖井的壁。5.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述控制律，使得所述半主动阻尼致动器的所述阻尼系数的所述值与所述电梯线缆的所述速度成比例。6.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述控制律，使得所述半主动阻尼致动器的所述阻尼系数的所述值与所述电梯线缆的平方速度成比例并且被正增益约束。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述半主动阻尼致动器连接到所述电梯轿厢，并且其中，所述控制律是 U c = k c θ · c 2 l d p c 2 1 + θ · c 2 l d p c 2 , k c > 0 , ]]>其中，Uc是所述阻尼系数的值，是在轿厢侧处的角变量的所述速度，ldpc是在所
\t述电梯轿厢与所述半主动阻尼致动器之间沿着所述电梯线缆的距离，并且kc是所述正增益。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述半主动阻尼致动器连接到所述电梯竖井的壁，并且其中，所述控制律是 U w = k w θ · w 2 l d p w 2 1 + θ · w 2 l d p w 2 , k w > 0 , ]]>其中，Uw是所述阻尼系数的值，是在壁侧处的角变量的所述速度，ldpw是在所述电梯竖井的所述壁与所述半主动阻尼致动器之间沿着所述电梯线缆...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·本诺斯曼，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP