用于电梯的系统和方法技术方案

用于电梯的系统和方法。所述电梯包括用于沿第一方向移动的电梯轿厢。所述电梯系统还包括用于发送具有波形的信号的发送器。所述电梯系统还包括用于接收所述波形的发送器。具有存储器的处理器被配置成将接收的波形表示为混合正弦调频FM‑多项式相位信号PPS模型。所述混合正弦FM‑PPS模型具有表示所述电梯轿厢沿第一方向的速度的PPS相位参数和表示所述电梯轿厢沿第二方向的振动的正弦FM相位参数。所述处理器求解所述混合正弦FM‑PPS模型，以生成所述电梯轿厢的速度或所述电梯轿厢的振动或两者。控制器利用所述电梯轿厢的速度或所述电梯轿厢的振动或者两者来控制所述电梯的操作，以辅助所述电梯的操作管理。

Systems and methods used in elevators

The system and method for the elevator. The elevator includes an elevator car for moving in the first direction. The elevator system also includes a transmitter for transmitting signals with waveform. The elevator system also includes a transmitter for receiving the waveform. The processor with memory is configured to represent the received waveform as a mixed sine frequency modulation FM polynomial polynomial phase signal PPS model. The mixed sinusoidal FM PPS model has a PPS phase parameter representing the speed of the elevator car along the first direction and a sinusoidal FM phase parameter representing the vibration of the elevator car along the second direction. The processor solves the mixed sinusoidal FM PPS model to generate the speed of the elevator car or the vibration of the elevator car or both. The controller uses the speed of the elevator car or the vibration of the elevator car or both to control the operation of the elevator, so as to assist the operation and management of the elevator.

【技术实现步骤摘要】
用于电梯的系统和方法
本公开总体上涉及电梯系统，并且更具体地，涉及为了控制电梯系统的操作而估计电梯轿厢的速度和振动中的一项或组合。
技术介绍
可能存在需要测量电梯轿厢在井道(hoistway)内移动的速度的一些情况。例如，一些需要可能会是在电梯安装或维护期间。常规地，在调整或测试期间，电梯技师或机械师爬上轿箱顶部并利用手持转速表检查电梯的速度。该技术通常需要技术人员抵着井道内的导轨之一手持转速表，同时尝试利用轿厢顶部检查箱来运行电梯。虽然这种技术确实提供了速度信息，但存在限制。一些限制可能包括速度测量的效率和准确度有时会因为技术人员用一只手维持转速表与导轨之间的接触而另一只手操作轿箱顶部检查箱的能力而受到损害。另外，在电梯轿厢沿井道移动时需要技术人员处于电梯轿箱顶部的任何时候都存在严重的安全问题。美国专利No.5,896,949描述了一种电梯设备，其中，利用多个电磁线性致动器主动地控制乘坐质量。这种主动乘坐控制系统使电梯轿厢沿着井道中的导轨行进，其中，安装在电梯轿厢上的传感器测量横向于行进方向发生的振动。来自传感器的信号被输入至控制器，该控制器计算每个线性致动器所需的激活电流以抑制感测到的振动。这些激活电流被提供给主动地抑制振动的线性致动器，从而增强了在轿箱内行进的乘客的乘坐质量。控制器包括具有位置反馈的位置控制器，因为许多原因，这都是有问题的。例如，位置反馈控制器相当慢，并且控制器输出被限制到不使致动器过热的水平。进一步的问题包括来自加速控制器的输出不受限制，因此在致动器处产生大幅度的共振力。如果反馈增益太高，则导致所有闭环控制器变得不稳定。因此，本领域需要一种改进的方法来估计电梯系统的电梯轿厢的运动，该方法包括测量电梯系统内的电梯轿厢的速度和振动之一或其组合以控制电梯系统的操作。
技术实现思路
本公开的实施方式致力于估计电梯轿厢的速度和振动中的一个或组合，以控制电梯系统的操作。一些实施方式包括估计电梯轿厢或输送机的运动，其测量运动的第一方向(如速度)和/或运动的第二方向(如振动)，以控制电梯系统或输送机的操作。本公开基于以下认识：可以使用混合正弦调频(FM)和多项式相位信号(PPS)来估计电梯系统的电梯轿厢的运动。当电梯轿厢在以动态运动或时变加速度移动时，可以将测量建模为具有与电梯轿厢的运动学参数相关联的相位参数的纯PPS。例如，初速度和加速度分别与相位参数成比例。而且，通过利用混合正弦FM-PPS模型进行参数估计的实验，其为了推断目标的运动，发现该参数估计可以在严格条件下使用。例如，当正弦FM频率较小时，即，具有较低正弦频率时，和/或当所获取采样数受限时，即，用于输出目标运动参数的响应时间非常短时，利用混合正弦FM-PPS模型的本公开可以改进估计准确度。具体来说，在许多益处当中，至少一个益处包括使用混合正弦FM-PPS模型，混合正弦FM-PPS模型在均方误差方面提供了几个数量级的改进估计准确度。由此，了解到基于为用于输出特定于阈值时段的PPS相位参数和/或用于输出特定于阈值正弦FM频率量的正弦FM相位参数的响应时间设置阈值，可以将所获知的混合正弦FM-PPS模型用于许多应用。例如，如果设置在预定阈值时段内输出PPS相位参数的响应时间的阈值，和/或如果为具有小于预定阈值正弦FM频率的正弦FM频率的正弦FM相位参数设置另一阈值，则可以根据具体应用采取动作。作为非限制示例，可以采取至少一个动作来控制电梯轿厢或输送机的运动。通过在某一时刻控制电梯轿厢的运动，存在对一些事件的指示(即，由于机械相关问题或影响当前操作的环境条件而造成的潜在异常操作)，这样的控制动作可以提供延长电梯系统的操作健康或者改进电梯轿厢中的容纳物(即，人)的安全。本公开克服了参数估计，诸如仅具有有限或少量样本的多项式相位信号(PPS)的电梯运动，这是包括雷达、声纳、通信、声学以及光学的传统应用中的一个基本问题。具体而言，认识到本公开的混合正弦FM-PPS模型克服了这样的缺点，而且尽管正弦FM频率较小和/或采样数量有限，但仍通过提供电梯轿厢的速度或电梯轿厢的振动的改进估计准确度而表现更好。还认识到当出现某些情形或场景时，估计电梯轿厢(即，输送机)的运动时理解正弦FM分量的重要性。例如，电梯轿厢的横向振动可以基于若干问题来影响估计运动，例如，机械相关问题、电梯轿厢内的不均匀载荷或者导轨反射面的构成几何形状等。尽管两种影响，发现匹配的滤波输出遵循混合正弦FM-PPS模型。为了更好地理解可以如何实现本公开的系统和方法，作为非限制示例，提供了简要概述。根据该特定应用，设想该系统和方法可以被不同地配置和实现，或者可以包括附加方面。然而，例如，初始步骤可以包括具有沿第一方向移动的电梯轿厢的电梯系统。可以将发送器用于发送具有波形的信号。可以将接收器用于接收所述波形，其中，该接收器和发送器被设置成使得电梯轿厢的运动影响接收到的波形。与该电梯的电梯轿厢沿第一方向移动的运动有关的信号数据由传感器(即，发送器和接收器)生成。根据所请求的特定应用的要求，信号数据可以被存储在存储器中，或者信号数据可以被实时采集和处理。处理器具有内部存储器，并且可以在信号数据被存储在存储器中时获取信号数据或者实时获取信号数据。所述处理器被配置成将接收到的波形表示为混合正弦调频(FM)-多项式相位信号(PPS)模型。该混合正弦FM-PPS模型具有表示电梯轿厢沿第一方向的速度的PPS相位参数和表示电梯轿厢沿第二方向的振动的正弦FM相位参数，并接着对混合正弦FM-PPS模型求解，以生成电梯轿厢的速度或电梯轿厢的振动中的一个或组合。应当记得，当电梯轿厢在以动态运动或时变加速度移动时，可以将测量建模为具有与电梯轿厢的运动学参数相关联的相位参数的纯PPS，即，初速度和加速度分别与相位参数成比例。还认识到，正弦FM分量在估计电梯轿厢的运动时的重要性，电梯轿厢的横向振动可以基于机械问题、不均匀载荷等来影响估计运动。可以利用几种方法来求解混合正弦FM-PPS模型，至少一种方法包括通过计算局部高阶相位函数(LHPF:LocalHigh-OrderPhaseFunction)来使用PPS相位参数和正弦FM相位参数以提取峰位置。然后，根据所计算的LHPF峰位置来估计正弦FM频率，随后根据接收到的信号的时间频率域中的峰位置来估计表示电梯轿厢沿第一方向的速度的PPS相位参数。应注意，用于求解混合正弦FM-PPS模型的另一种方法可以包括高阶相位函数的局部近似，其中，该局部近似基于正弦函数的Taylor级数展开。而且，高阶相位函数的局部近似还可以基于其它幂级数展开或线性近似。最后，可以将控制器用于利用电梯轿厢的速度或电梯轿厢的振动中的一个或组合来控制电梯系统的操作，以辅助电梯系统的操作健康管理。根据本公开的一实施方式，提供了一种电梯系统，该电梯系统包括沿第一方向移动的电梯轿厢。发送器用于发送具有波形的信号。接收器用于接收该波形，其中，该接收器和发送器被设置成使得电梯轿厢的运动影响接收到的波形。具有计算机可读存储器的处理器被配置成将接收到的波形表示为混合正弦调频(FM)-多项式相位信号(PPS)模型。该混合正弦FM-PPS模型具有表示电梯轿厢沿第一方向的速度的PPS相位参数和表示电梯轿厢沿第二方向的振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电梯系统，该电梯系统包括：电梯轿厢，该电梯轿厢沿第一方向移动；发送器，该发送器用于发送具有波形的信号；接收器，该接收器用于接收所述波形，其中，所述接收器和所述发送器被设置成使得所述电梯轿厢的运动影响所接收的波形；处理器，该处理器具有计算机可读存储器，所述处理器被配置成将所接收的波形表示为混合正弦调频FM‑多项式相位信号PPS模型，该混合正弦FM‑PPS模型具有表示所述电梯轿厢沿所述第一方向的速度的PPS相位参数和表示所述电梯轿厢沿第二方向的振动的正弦FM相位参数，并且对所述混合正弦FM‑PPS模型求解，以生成所述电梯轿厢的速度或所述电梯轿厢的振动中的一个或组合；以及控制器，该控制器用于利用所述电梯轿厢的速度或所述电梯轿厢的振动中的一个或组合来控制所述电梯系统的操作，以辅助所述电梯系统的操作健康管理。

【技术特征摘要】
2016.12.08 US 62/431,712;2017.02.27 US 15/442,8251.一种电梯系统，该电梯系统包括：电梯轿厢，该电梯轿厢沿第一方向移动；发送器，该发送器用于发送具有波形的信号；接收器，该接收器用于接收所述波形，其中，所述接收器和所述发送器被设置成使得所述电梯轿厢的运动影响所接收的波形；处理器，该处理器具有计算机可读存储器，所述处理器被配置成将所接收的波形表示为混合正弦调频FM-多项式相位信号PPS模型，该混合正弦FM-PPS模型具有表示所述电梯轿厢沿所述第一方向的速度的PPS相位参数和表示所述电梯轿厢沿第二方向的振动的正弦FM相位参数，并且对所述混合正弦FM-PPS模型求解，以生成所述电梯轿厢的速度或所述电梯轿厢的振动中的一个或组合；以及控制器，该控制器用于利用所述电梯轿厢的速度或所述电梯轿厢的振动中的一个或组合来控制所述电梯系统的操作，以辅助所述电梯系统的操作健康管理。2.根据权利要求1所述的电梯系统，其中，所述处理器被配置用于利用高阶相位函数的局部近似来求解所述混合正弦FM-PPS模型。3.根据权利要求2所述的电梯系统，其中，所述高阶相位函数的所述局部近似基于正弦函数的Taylor级数展开。4.根据权利要求2所述的电梯系统，其中，所述高阶相位函数的所述局部近似基于其它幂级数展开或线性近似。5.根据权利要求1所述的电梯系统，其中，所述处理器通过以下操作利用所述PPS相位参数和所述正弦FM相位参数来求解所述混合正弦FM-PPS模型：计算局部高阶相位函数LHPF，并且提取峰位置；根据所计算的LHPF峰位置来估计正弦FM频率；根据所接收的信号的时间频率域中的所述峰位置，估计表示所述电梯轿厢沿所述第一方向的速度的所述PPS相位参数；以及将所述电梯轿厢的速度和所述电梯轿厢的振动中的一个或组合输出至所述控制器，以控制所述电梯系统的操作。6.根据权利要求1所述的电梯系统，其中，反射的波形的相位参数包括正弦调频项和高阶多项式相位项，使得所述高阶多项式相位项包括运动学参数，所述运动学参数包括时变加速度，并且所述正弦FM相位参数表示所述电梯轿厢沿所述第二方向的振动，使得所述振动是沿所述第二方向的横向振动，所述横向振动是所述传感器中的振动传感器与所述电梯系统的导轨之间沿着所述第二方向的横向距离。7.根据权利要求1所述的电梯系统，其中，当用于输出所述PPS相位参数的响应时间在预定阈值时段之下时，或者当所述正弦FM相位参数具有小于预定阈值正弦FM频率的正弦FM频率时，使用所述混合正弦FM-PPS模型。8.根据权利要求7所述的电梯系统，所述电梯系统还包括：在所述至少一个用户输入接口的表面上提供用户输入并由所述处理器接收所述用户输入，其中，所述用户输入涉及所述预定阈值时段、所述预定阈值正弦FM频率，或者所述预定阈值时段和所述预定阈值正弦FM频率两者，并且处理所述用户输入以求解所述混合正弦FM-PPS模型，以生成所述电梯轿厢的速度和所述电梯轿厢的振动中的一个或组合，以控制所述电梯系统的操作。9.根据权利要求1所述的电梯系统，其中，所述接收器或所述发送器被附接至所述电梯系统的轴，或者收发器被设置在所述电梯轿厢上，使得感测到所述波形从所述轴的反射，使得由于所述电梯轿厢的运动导致所发送的波形不同于所接收的波形。10.根据权利要求1所述的电梯系统，其中，所述电梯轿厢沿所述第一方向按动态运动移动，并且速度的测量值被估计为PPS，其中，所述PPS相位参数关联至所述电梯轿厢的运动学参数，使得所述电梯轿厢的初速度和加速度与所述PPS相位参数成比例。11.根据权利要求1所述的电梯系统，其中，所述正弦FM相位参数表示所述电梯轿厢沿着所述第二方向的振动，使得所述振动归因于以下中的一个或组合：所述电梯系统的导轨的变形、所述导轨反射面的构成几何形状、所述电梯轿厢的空气动力学的力、所述电梯轿厢因机械原因或者所述电梯轿厢内的不均匀乘客载荷而造成的横向振动。12.根据权利要求1所述的电梯系统，其中，将所述电梯轿箱的所存储的生成的振动与所述电梯轿厢的先前存储的历史振动数据进行比较，确定所述电梯轿厢的所存储的生成的振动是否超过所述电梯轿厢的预定的历史振动阈值，以表示所述电梯轿厢的异常操作并辅助所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王璞，菲利普·V·奥尔利克，贞本贡汰，辻田亘，
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