电梯启动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电梯启动控制装置，其状态误差反馈控制单元根据电梯驱动电机的速度指令值vref和速度反馈值vbk输出误差力矩指令值Terror；扩张状态观测单元根据vbk和电梯驱动电机的力矩指令值Tref对电梯驱动电机调速控制系统中的总扰动进行观测并输出观测结果z2；速度变化抑制单元根据vbk的微分值vbk_dot输出抑制vbk变化所需的抑制力矩指令值Tdep；力矩指令补偿单元利用z2和Tdep对Terror进行补偿并输出Tref；电流控制器根据Tref输出电梯驱动电机的定子电压指令值，从而实现对电梯驱动电机的控制。本发明专利技术的电梯启动控制装置，不需要称量装置即可实现启动控制，结构简单，成本低，控制便捷，可靠性高。

Elevator Start Control Device

The invention discloses an elevator starting control device, whose state error feedback control unit outputs error moment instruction value Terror according to the speed instruction value VREF and speed feedback value VbK of the elevator driving motor, and the extended state observation unit observes the total disturbance in the elevator driving motor speed control system and outputs observation knots according to the torque instruction value Tref of VbK and elevator driving motor. The speed change restraining unit outputs the restraining moment instruction value Tdep needed to restrain the change of VbK according to the differential value vbk_dot of vbk; the moment instruction compensation unit compensates Terror with Z2 and Tdep and outputs Tref; the current controller outputs the stator voltage instruction value of the elevator driving motor according to Tref, thus realizing the control of the elevator driving motor. The elevator start control device of the invention can realize start control without weighing device, has simple structure, low cost, convenient control and high reliability.

【技术实现步骤摘要】
电梯启动控制装置
本专利技术涉及电梯控制技术，特别涉及一种基于自抗扰控制器的电梯启动控制装置。
技术介绍
在曳引式电梯中，电梯轿厢和对重通过电缆或钢带等柔性体悬挂在曳引轮两侧。一般情况下，轿厢和对重的重量是不同的，二者作用在曳引轮上的转矩自然也是不同的，二者之差就是不平衡转矩。在电梯启动松开制动器的瞬间，制动力矩消失，曳引轮在不平衡转矩的作用下而旋转，从而出现“溜车”现象。为了避免出现“溜车”，可以在电梯中配置称量装置，由称量装置提前检测出轿厢内的实际载荷，并据此计算出电梯的不平衡转矩。这样，只要在松开制动器之前，控制器控制电梯驱动电机使其产生与不平衡转矩大小相等、方向相反的补偿转矩，该补偿转矩就能够抵消不平衡转矩，曳引轮在制动器松开时仍可保持静止不动，从而消除“溜车”现象。但是，该方式会增加系统配件数量、结构复杂性，导致成本上升，同时还会降低系统可靠性，特别是当称量装置因AD采样精度、温度、老化等原因导致出现较大的称量误差时，仍会出现“溜车”现象。除了在电梯中配置称量装置这一方法外，还可以采用经特别设计的无称量装置的电梯启动控制方法来实现电梯的“溜车”启动。中国专利技术专利(专利号：201310169227.4，授权公告号：CN103241604B)利用变频器力矩指令与抱闸电流指令相配合来实现电梯的无称重装置启动。但该方法因需要对变频器和抱闸进行协同控制而增加了复杂性。中国专利技术专利(专利号：201310444642.6，授权公告号：CN103449268B)利用正余弦编码器获得当前电机转子位置，并据此进一步计算得出电机倒溜距离、速度和加速度，最后以模糊理论计算补偿转矩。该方法涉及多个阈值参数，且需要确定后补偿所需的论域、模糊变量词集、隶属度函数、模糊推理规则等等，很是繁琐。中国专利技术专利申请(申请号：201610134676.9)是根据电梯启动时移动与其阈值间的关系决定是否增大P增益同时减小I增益以及恢复原PI增益参数的方法来实现电梯的无称重装置启动。但是该方法单单在电梯启动阶段就存在两组PI参数，且在启动阶段速度存在两种方向，会对电梯的乘坐舒适感产生影响。自抗扰控制(ActiveDisturbanceRejectionControl，ADRC)技术是由中科院韩京清研究员1998年提出的一种非线性控制策略，该技术是将系统未建模动态、外界干扰统一作为总扰动，然后通过构建扩张状态观测器(ESO)对总扰动进行观测，接着再利用观测结果对总扰动进行补偿，最后将基于标准模型设计的控制律与补偿律进行综合得到最终的控制律，利用该控制律即可得到理想的控制效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种电梯启动控制装置，不需要称量装置即可实现启动控制，结构简单，成本低，控制便捷，可靠性高。为解决上述技术问题，本专利技术提供的电梯启动控制装置，其包括：状态误差反馈控制单元，根据电梯驱动电机的速度指令值vref和速度反馈值vbk输出误差力矩指令值Terror；扩张状态观测单元，根据速度反馈值vbk和电梯驱动电机的力矩指令值Tref对电梯驱动电机调速控制系统中的总扰动进行观测并输出观测结果z2；速度变化抑制单元，根据速度反馈值vbk的微分值vbk_dot输出抑制所述速度反馈值vbk变化所需的抑制力矩指令值Tdep；力矩指令补偿单元，利用所述观测结果z2和所述抑制力矩指令值Tdep对所述误差力矩指令值Terror进行补偿并输出所述电梯驱动电机的所述力矩指令值Tref；电流控制器，根据所述力矩指令值Tref输出所述电梯驱动电机的定子电压指令值，从而实现对所述电梯驱动电机的控制。较佳的，所述速度反馈值的微分值vbk_dot是根据下式计算的速度反馈值的微分值：其中，β1＞0、β2＞0和R＞0均为设计参数，x2即为速度反馈值vbk的微分值vbk_dot。较佳的，所述速度反馈值vbk，是基于检测装置对电梯驱动电机转子或曳引轮的转动，或是对轿厢位置进行检测的检测结果经处理后得到的电梯驱动电机的实际速度，或是根据电梯驱动电机调速控制的相关信息利用估算方法得到的电梯驱动电机的估算速度。较佳的于，所述力矩指令补偿单元按照如下规律输出力矩指令值Tref：如果在速度反馈值的微分值的首个非零区间和/或后续至少一个非零区间内，则按照(1)，否则按照(2):(1)当vbk>0且vbk_dot>0时，Tref＝Tmin；当vbk<0且vbk_dot<0时，Tref＝Tmax；如果条件vbk>0且vbk_dot>0，以及vbk<0且vbk_dot<0均不成立，则按照(2)；(2)Tref＝Terror-z2；其中，Tmax是电梯驱动电机的最大允许力矩值，Tmin是电梯驱动电机的最小允许力矩值。较佳的，所述力矩指令补偿单元为一减法器，是用误差力矩指令值Terror减去所述抑制力矩指令值Tdep，且所述状态误差反馈控制单元、所述速度变化抑制单元分别按照如下规律输出误差力矩指令值Terror、抑制力矩指令值Tdep：如果在速度反馈值的微分值的首个非零区间和/或后续至少一个非零区间内，则按照(1)，否则按照(2)：(1)当vbk>0且vbk_dot>0时，Terror≡0，Tdep＝-Tmin-z2；当vbk<0且vbk_dot<0时，Terror≡0，Tdep＝-Tmax-z2；如果条件vbk>0且vbk_dot>0，以及vbk<0且vbk_dot<0均不成立，则按照(2)；(2)所述速度变化抑制单元正常输出的误差力矩指令值Terror，所述速度变化抑制单元输出的抑制力矩指令值Tdep≡0。较佳的，所述力矩指令补偿单元为一减法器，是用误差力矩指令值Terror减去且所述抑制力矩指令值Tdep，且在速度反馈值的微分值的首个非零区间和/或后续至少一个非零区间内，所述速度变化抑制单元按照如下规律输出抑制力矩指令值Tdep：当vbk>0且vbk_dot>0时，Tdep＝Terror-Tmin-z2；当vbk<0且vbk_dot<0时，Tdep＝Terror-Tmax-z2。较佳的，所述力矩指令补偿单元为一减法器，是用误差力矩指令值Terror减去所述扩张状态观测器输出的所述观测结果z2和所述抑制力矩指令值Tdep。较佳的，所述速度变化抑制单元按照如下规律输出所述抑制力矩指令值Tdep：如果在速度反馈值的微分值的首个非零区间和/或后续至少一个非零区间内，Tdep＝f(vbk_dot)；否则Tdep≡0；其中，f(vbk_dot)是一单调连续增函数，且满足：当vbk_dot→0时，f(vbk_dot)→0，以及Tmin≤f(vbk_dot)≤Tmax；Tmax是电梯驱动电机的最大允许力矩值，Tmin是电梯驱动电机的最小允许力矩值。较佳的，单调连续增函数f(vbk_dot)为线性函数：f(vbk_dot)＝α·vbk_dot，其中α是一设计参数。较佳的，所述设计参数α的确定方式如下：当vbk&本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电梯启动控制装置，其特征在于，包括：状态误差反馈控制单元，根据电梯驱动电机的速度指令值vref和速度反馈值vbk输出误差力矩指令值Terror；扩张状态观测单元，根据速度反馈值vbk和电梯驱动电机的力矩指令值Tref对电梯驱动电机调速控制系统中的总扰动进行观测并输出观测结果z2；速度变化抑制单元，根据速度反馈值vbk的微分值vbk_dot输出抑制所述速度反馈值vbk变化所需的抑制力矩指令值Tdep；力矩指令补偿单元，利用所述观测结果z2和所述抑制力矩指令值Tdep对所述误差力矩指令值Terror进行补偿并输出所述电梯驱动电机的所述力矩指令值Tref；电流控制器，根据所述力矩指令值Tref输出所述电梯驱动电机的定子电压指令值，从而实现对所述电梯驱动电机的控制。

【技术特征摘要】
1.一种电梯启动控制装置，其特征在于，包括：状态误差反馈控制单元，根据电梯驱动电机的速度指令值vref和速度反馈值vbk输出误差力矩指令值Terror；扩张状态观测单元，根据速度反馈值vbk和电梯驱动电机的力矩指令值Tref对电梯驱动电机调速控制系统中的总扰动进行观测并输出观测结果z2；速度变化抑制单元，根据速度反馈值vbk的微分值vbk_dot输出抑制所述速度反馈值vbk变化所需的抑制力矩指令值Tdep；力矩指令补偿单元，利用所述观测结果z2和所述抑制力矩指令值Tdep对所述误差力矩指令值Terror进行补偿并输出所述电梯驱动电机的所述力矩指令值Tref；电流控制器，根据所述力矩指令值Tref输出所述电梯驱动电机的定子电压指令值，从而实现对所述电梯驱动电机的控制。2.根据权利要求1所述的电梯启动控制装置，其特征在于，所述速度反馈值的微分值vbk_dot是根据下式计算的速度反馈值的微分值：其中，β1＞0、β2＞0和R＞0均为设计参数，x2即为速度反馈值vbk的微分值vbk_dot。3.根据权利要求1所述的电梯启动控制装置，其特征在于，所述速度反馈值vbk，是基于检测装置对电梯驱动电机转子或曳引轮的转动，或是对轿厢位置进行检测的检测结果经处理后得到的电梯驱动电机的实际速度，或是根据电梯驱动电机调速控制的相关信息利用估算方法得到的电梯驱动电机的估算速度。4.根据权利要求1所述的电梯启动控制装置，其特征在于，所述力矩指令补偿单元按照如下规律输出力矩指令值Tref：如果在速度反馈值的微分值的首个非零区间和/或后续至少一个非零区间内，则按照(1)，否则按照(2):(1)当vbk>0且vbk_dot>0时，Tref＝Tmin；当vbk<0且vbk_dot<0时，Tref＝Tmax；如果条件vbk>0且vbk_dot>0，以及vbk<0且vbk_dot<0均不成立，则按照(2)；(2)Tref＝Terror-z2；其中，Tmax是电梯驱动电机的最大允许力矩值，Tmin是电梯驱动电机的最小允许力矩值。5.根据权利要求1所述的电梯启动控制装置，其特征在于，所述力矩指令补偿单元为一减法器，是用误差力矩指令值Terror减去所述抑制力矩指令值Tdep，且所述状态误差反馈控制单元、所述速度变化抑制单元分别按照如下规律输出误差力矩指令值Terror、抑制力矩指令值Tdep：如果在速度反馈值的微分值的首个非零区间和/或后续至少一个非零区间内，则按照(1)，否则按照(2)：(1)当vbk>0且vbk_dot>0时，Terror≡0，Tdep＝-Tmin-z2；当vbk<0且vbk_dot<0时，Terror≡0，Tdep＝-Tmax-z2；如果条件vbk>0且vbk_dot>0，以及vbk&a...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉东，
申请(专利权)人：上海三菱电梯有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31