设计对电梯轿厢减振的调节器的方法技术

根据本发明专利技术的方法首先预给定具有已知结构的电梯轿厢（１）的总模型。模型参数或多或少是已知的或是正在评价的，其中对采用的电梯轿厢（１）的参数进行鉴别。其中进行模型的频率响应与测出的频率响应的比较。采用算法利用多个变量对函数最佳化，改变被评价的模型参数，以便实现尽可能的一致。具有经鉴别的参数的模型形成设计用于对电梯轿厢主动减振的最佳调节器的基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，其中调节器设计建立在电梯轿厢的模型的基础上。
技术介绍
专利说明书EP0731051B1中披露了一种对电梯轿厢减振的装置和方法。通过快速的调节减少垂直于运行方向的振动或加速度，从而在电梯轿厢内不会感觉到振动或加速度。为对测量值进行采集，在轿厢框架上设置有惯性传感器。另外一缓慢的位置调节器用于在电梯轿厢出现对应于导轨单侧歪斜时将电梯轿厢自动导向中间位置，其中位置传感器将测量值提供给位置调节器。为减轻电梯轿厢上的振动或加速度，设置有一个多变量调节器和为了保持导轮的间隙或电梯轿厢的垂直状态设置有另一个多变量调节器。两个调节器的调整信号相加和分别对为导轮导向的和为水平方向的促动器进行控制。调节器的设计建立在电梯轿厢模型的基础之上，所述模型考虑到了主要的结构谐振。其缺点在于，尽管采用了减少极(pole)数量的方法，但总模型仍趋于过分复杂。因此造成建立在模型基础上的调节器同样也是复杂的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种辅助措施，其中克服已知方法中存在的缺点和推荐一种简单的设计调节器的方法。实现所述目的的技术方案如下一种设计对电梯轿厢减振的调节器设计的方法，其中调节器的设计建立在电梯轿厢的模型的基础上，其特征在于，采用一具有或多或少已知的或经鉴别的模型参数的电梯轿厢的总模型，其中通过模型的传递函数或频率响应与测出的传递函数或频率响应的比较对采用的电梯轿厢的参数进行判别和改变模型参数，以便实现与测出的频率响应的尽可能的一致，其中具有经鉴别的参数的模型作为设计用于主动减振的最佳调节器的基础。根据本专利技术的方法最好预给定一个具有已知结构的电梯轿厢的总模型。其中涉及一种所谓的多体系统(MBS)模型，所述模型包括多个刚性体。MBS模型对具有导轮和促动器的电梯轿厢主要的弹性结构以及与导轨的力耦合进行描述。模型参数或多或少是已知的或正在评价的，其中对采用的电梯轿厢的参数进行鉴别或确定。其中对模型的频率响应与测出的频率响应进行比较。采用算法利用多个变量对函数最佳化，改变被评价的模型参数，以便实现尽可能的一致。另外，最好电梯轿厢的主动减振系统本身是测量传递函数或频率响应的测量装置。用促动器对电梯轿厢进行激励和利用加速度传感器或位置传感器对响应进行测量。建立在模型基础上的调节器的设计方法保证了对具有不同的参数的各个电梯轿厢尽可能良好的主动的减振。采用上述的鉴别方法保证了作为结果存在最简单和最一致的模型。最好建立在该模型基础上的调节器具有较好的品质因数或较好的调节质量。另外可以对方法系统地加以描述和在很大程度上实现自动化和以很短的时间实施。基于具有经判别的参数的MBS模型，可以设计出用于减少加速度的坚固的多变量调节器和一个用于保持导轮间隙的位置调节器。加速度调节器具有带通滤波器的特性和在大约1Hz至4Hz的平均的频率范围内具有最好的效果。低于或高于该频段将会减少加速度调节器的增益和效果。在低频率范围加速度调节器的效率将受到导轮的可用的间隙和基于此间隙设计的位置调节器的限制。位置调节器促使电梯轿厢对导轨截面的平均值跟调，而加速度调节器将促使产生直线性移动。这种目的冲突是采用下述方式解决的，两个调节器分别在不同的频率范围内起作用。在频率低时位置调节器的增益大和然后减小。即位置调节器具有一个低通滤波器的特性。反之，在频率低时加速度调节器具有小的增益。在高的频率范围，加速度调节器的效率将受到电梯轿厢弹性的限制。例如在12Hz时将出现第一结构谐振，其中该值大大取决于电梯轿厢的结构和可以明显地较低。高于第一结构谐振，调节器不再能减少轿厢体的加速度。甚至存在结构谐振被激励的危险，或会产生不稳定。基于对调节对象的动态系统模型的认识，对调节器的设计应避免此现象出现。附图说明下面将对照附图对本专利技术加以详细说明。图中示出图1示出电梯轿厢的多体系统(MBS)模型；图2示出导轮和导轮力；图3示出具有导轮、促动器和传感器的调整件；图4为被调整的轴的示意图；图5示出测出的加速度和经鉴别的模型的增益；图6和7示出最佳化的调节器，其中具有用于主动减振的经鉴别的参数；图8为设计H∞调节器的信号流图，其中具有调节器和调节对象；图9示出在y方向位置调节器的单参量曲线；图10在y方向加速度调节器的单参量曲线，和图11示出激励促动器的力信号。具体实施例方式MBS模型必须再现出涉及乘行舒适度的电梯轿厢的主要特性。由于在对参数进行鉴别时可以仅用线性模型工作，所以必须对所有非线性的作用忽略不计。弹性电梯轿厢的第一固有频率很低，因而所述频率可以与所谓的整个轿厢的刚性体-固有频率重叠。如图1所示，为实现弹性电梯轿厢1的模型化需要至少两个刚性体，即轿厢体2和轿厢框3。利用弹性弹簧4.1至4.6，即所谓的轿厢隔离件4将轿厢体2和轿厢框3连接。所述轿厢隔离件用于减小从框架传递给轿厢体的固体噪音。将轿厢体和轿厢框看成一个整体足以实现对刚性的电梯轿厢1的模型化。轿厢体2和轿厢框3的横向强度大大低于垂直向的强度。此点可以通过分别至少分成两个钢性体，即轿厢体2.1和2.2和轿厢框3.1和3.2加以模型化。通过弹簧5、6.1和6.2将至少两个分体水平向耦合连接和在垂直向可以视为是刚性连接的。可以用至少8个刚性体对导轮7.1至7.8以及分摊的杠杆和促动器的质量模型化，但也可以对此忽略不计。此点取决于导轮的固有频率和加以考虑的频率范围的上限。由于在调节状态下促动器-导轮-系统的固有频率将会导致不稳定，所以优选用刚性体模型化。导轮仅垂直于支撑面对应于框架在导轨上移动和与导轮导向弹簧8.1至8.8耦合连接。而在其它方向上导轮与框架刚性连接。如图2所示，导向性能或在导轮与导轨之间的力耦合是非常重要的。建模时基本仅需要两个水平的力分量。对由滚动阻力产生的垂直的力分量可以忽略不计。由导轮衬层9.1至9.8的弹性压缩产生法向力。由垂直于导轮轴和平行于导轨的直线与导轮中点的实际移动方向之间的夹角产生轴向力或剪力。数学上，下述的关系式是相关的FRA＝-tan(α)*FRN*K (1)FRA轴向的导轮力，单位α滑角，单位度FRN垂直于支撑面的导轮力，单位K常数(无量纲的)，通过测量确定当达到附着摩擦力极限时以及在滑角α很大时，上述的力法则(1)不再适用。所述滑角在行驶速度较慢时迅速变大和在静止状态时大约为90°。所以力法则(1)仅适用于行驶中的轿厢。下式近似适用于行驶中的轿厢的轴向上的导轮力FRA＝-vA/vK*FRN*KFRA＝-vA*(FRN*K/vK)vK；轿厢的垂直速度vA轿厢的轴向速度K是一个常数，当预应力明显地大于法向力的动态分量时，可以将vK和FRN视为常数。这意味着，轴向上的滚轮力与轴向的速度成正比，与轴向上的速度相反，和与电梯轿厢的运行速度成反比。因此轿厢的横向振动被导轮减振，此点与被一个粘滞减振器减振相同，其中随着运行速度的增大减振效果越小。如图3所示，导轮7被一围绕轴10’旋转的杠杆8与轿厢框3连接，其中导轮导向弹簧8在杠杆与轿厢框架之间产生一个力。促动器11产生一个平行于导轮导向弹簧的力。位置传感器12对杠杆10或导轮7的位置进行测量。加速度传感器13对轿厢框3垂直于导轮衬层9在导轨14上的支撑面的加速度进行测量。图中各件的附图标记与图1相同(例如在电梯轿厢1右下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设计对电梯轿厢（１）减振的调节器的方法，其中调节器的设计建立在电梯轿厢（１）的模型的基础上，其特征在于，采用一具有或多或少已知的或被评价的模型参数的电梯轿厢（１）的总模型，其中通过模型的传递函数或频率响应与测出的传递函数或频率响应的比较对采用的电梯轿厢的参数进行鉴别和改变模型参数，以便实现与测出的频率响应的尽可能的一致，其中具有经鉴别的参数的模型作为设计用于主动减振的最佳调节器的基础。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫胡斯曼，汉斯穆施，
申请(专利权)人：因温特奥股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]