专利名称：电梯轿厢再平层期间的动态补偿的制作方法
电梯轿厢再平层期间的动态补偿
背景技术：
电梯系统包括在各个层站之间移动的电梯轿厢以提供例如到达建筑物内不同楼层的电梯服务。升降机包括有电机和制动器用于将电梯轿厢选择性地移动至所需位置并随 后使轿厢停留在该位置。升降机控制器用公知的方式控制升降机的运行以响应乘客对电梯 服务的请求并使电梯轿厢停留在选定的层站。与电梯系统有关的一个难题是使轿厢相对于层站停留在合适的高度以有助于在 电梯轿厢和电梯轿厢停靠的门厅之间轻松通行。轿厢地板理想地与层站地板保持平层以使 乘客能够很容易在门厅和电梯轿厢之间移动同时使有人绊倒的可能性最小化。现有的电梯 操作规范规定的距离阈值确定了在层站地板和电梯轿厢地板之间可允许的最大差异。当该 距离超出操作规范的阈值时，电梯系统就必须再平层或校正电梯轿厢的位置。常规的电梯再平层方法包括测量轿厢到地板的距离数值。这种测量通常是利用与 电梯轿厢相连的主位置传感器或调节器上的编码器实现的。当距离超过设定的阈值时，就 开始再平层过程。升降机控制器在释放升降机的制动器之前要对与轿厢重量和用于升降轿 厢的电机的预转矩有关的内容进行确定。随后利用内部速度伺服回路来控制电机电流，内 部速度伺服回路具有在定位误差方面使用固定增益反馈补偿器(例如比例积分控制)的外 部定位回路。用于再平层电梯轿厢的常规方法在大多数情况下都工作良好。在高层建筑和超高 层建筑中，常规方法可能无法提供满意的结果。发生这种情况一部分是因为电梯拉索元件 的有效刚度会随其长度而成比例地下降。因此，较长的电梯拉索装置允许响应于例如由乘 客进入或离开轿厢造成的电梯轿厢上的载荷变化而增大静载挠度的数值。另外，在电机动 作、轿厢反应以及随着井道的高度而线性增加的位置传感器响应之间存在延时。这样的延 时会在与常规方法相关联的定位反馈逻辑中引入潜在的稳定性问题。另一个问题是拉索装 置降低的刚度会降低与轿厢上的载荷改变造成的电梯轿厢振动有关的共振频率。较低频率 的共振对限定带宽并因此而限定性能的常规控制逻辑增益形成了限制。
发明内容
一种控制电梯轿厢位置的示范性方法，包括确定电梯轿厢需要再平层。确定与电 梯轿厢的当前位置相关联的电梯轿厢动态信息。根据确定的电梯轿厢动态信息来调节用于 控制电机操作的增益，电机负责用于为了再平层而移动电梯轿厢。一种示范性电梯系统，包括用于控制电梯电机的设备，其包括速度伺服机构，速度 伺服机构包括具有设定值的增益。动态补偿模块根据与电梯轿厢的当前位置相关联的电梯 轿厢动态信息由设定值来选择性地调节速度伺服机构的增益。根据以下的详细说明，本发明的各种特征和优点对于本领域技术人员来说将变得 显而易见。详细说明所附的附图可以简要介绍如下。附图简要说明
图1示意性地示出了示例性电梯系统的选中部分。
图2是概述一种示例性方法的流程图。图3示意性地示出了示例性电梯控制装置。
具体实施例方式图1示意性地示出了示例性电梯系统20的选中部分。电梯轿厢22响应于升降机 26的操作而被支撑用于沿导轨24移动。在该示例中，升降机26负责用于控制支撑电梯轿 厢22重量的拉索装置28的移动。升降机26的电机和制动器响应于升降机控制器30而操 作用于实现电梯轿厢22的所需移动和定位。控制器30利用升降机26操作的相关信息以及电梯轿厢22位置的相关信息来确 定如何控制升降机26以实现所需的电梯系统操作。图1中的示例包括主位置传感器32，其 将与电梯轿厢22的位置有关的信息提供给控制器30。例如，主位置传感器32包括轮式编 码器以及与电梯轿厢22 —起移动的拉索或系带以使轮式编码器将指示电梯轿厢当前位置 的信息提供给控制器30。与电梯轿厢22的位置相关的信息可以用任意公知的方式进行确 定。控制器30包括被用于控制升降机26的电机操作的速度伺服机构。速度伺服机构 具有控制提供给升降机26的电机的电机转矩信号的比例(Kp)和积分(Ki)增益。以公知的 方式设置速度伺服机构的增益以提供所需的电梯系统性能。在某些情况下，在电梯轿厢22停靠在某一层站时有必要对电梯轿厢22进行再平 层。在高层或超高层建筑的情况下，当电梯轿厢22位于相对较低的层站时，拉索装置28的 扩展长度会如上所述引入额外的控制难题。当电梯轿厢22处于常规的再平层技术自身无 法再提供所需结果的层站时，示例性控制器30就利用经过调节的速度伺服机构增益来实 现所需的再平层性能。图2包括概述了一种示例性方法的流程图40。在42处确定电梯轿厢的位置或定 位。在44处，对电梯轿厢需要再平层进行确定。例如这可能会在某一层站处的载荷改变期 间发生。在46处，进行与电梯轿厢位置相关联的电梯轿厢动态信息有关的确定。例如，当 电梯轿厢22处于高层或超高层建筑中相对较低的层站时，就会有影响再平层电梯轿厢尝 试的电梯轿厢动态特性。在一个示例中，46处的确定包括确定电梯轿厢是否处于这样的电 梯动态信息非常重要的层站。一个示例包括将这些信息经验性地确定为电梯系统设计或安 装过程的一部分以使得例如可以将存储器内存储的这些信息提供给控制器30。一个示例包 括具有与对应的电梯轿厢位置相关联的电梯轿厢动态信息的查询表以使控制器30可以根 据确定的电梯轿厢位置来查询这些信息。在电梯轿厢动态信息对于再平层控制有用的情况下，就在48处根据确定的电梯 轿厢动态信息来调节电机控制增益。在50处，利用经过调节的增益来再平层电梯轿厢。在不必将电梯轿厢动态信息用于控制升降机26的电机的情况下，就使用电机控 制的设定或默认增益而无需调节。设定或默认增益值例如在正常的电梯运行期间以及在相 对较高的建筑楼层进行的再平层过程中是有效的。图3示意性地示出了示例性电梯控制结构，其中示意性地示出了控制器30的一部 分。在该示例中，常规的电梯电机控制技术被用于提供控制信号以在大多数的电梯系统运 行状态下操作升降机26的电机。在需要进行再平层并且电梯轿厢位于电梯轿厢动态将会影响到再平层的位置时，就调节与电机控制相关联的增益以提供所需的再平层性能。
在图3中，利用比较器56来比较期望电梯轿厢位置输入52和实际的电梯轿厢位 置指示54。比较器56的输出(也就是电梯轿厢的实际位置和期望位置之间的任何差异) 由再平层增益模块58进行处理。在一个示例中，再平层增益为固定值。在比较器62中将 再平层增益模块58的输出与主速度传感器的输入60进行比较。比较器62的输出被提供给动态补偿模块64，其提供调节作用以用于调节速度伺 服机构66的增益。动态补偿模块64在本示例中包括二阶陷波滤波器，其利用指示电梯轿 厢动态响应的两个参数。在一个示例中，这两个参数包括电梯轿厢振动模式的共振频率和 衰减系数。在一个示例中，这两个参数基于拉索装置28的特性。在图3中，“b”表示振动 模式频率的平方，而“a”表示衰减系数。在该示例中，a和b就是被用于调节速度伺服机构 66增益的电梯轿厢动态信息。在图3中，s表示拉普拉斯算符。速度伺服机构增益(、和&)在电梯轿厢22的再平层期间被增大并提供改进的性 能。速度伺服机构66提供的电机转矩信号输出68，其被用于在再平层期间控制升降机26 的电机。如果在不考虑电梯轿厢动态信息的情况下增加速度伺服机构增益，那么就有可能 例如会激发电梯拉索装置28的共振频率，这样可能会引发电梯轿厢的晃动或振动。利用电 梯轿厢动态信息来调节速度伺服机构的增益就允许增大增益以提供改进的再平层性能，同 时避免以例如与拉索装置28的扩展长度相关联的振动模式的共振频率来激励井道组件， 例如拉索装置28。由动态补偿模块64提供的速度伺服机构增益的调节有效地使电梯竖直 振动模式的激发最小化同时仍然允许实现较高的速度伺服机构增益。上述说明内容在本质上是示范性的而非限制性的。所公开示例的变形和修改对于 本领域技术人员来说不必背离本发明的实质就会变得显而易见。赋予本发明的法律保护范 围只能通过研究所附的权利要求而加以确定。
权利要求
一种控制电梯轿厢位置的方法，包括确定电梯轿厢需要再平层；确定与电梯轿厢的当前位置相关联的电梯轿厢动态信息；以及根据确定的电梯轿厢动态信息来调节用于控制电机操作的增益，电机负责用于为了再平层而移动电梯轿厢。
2.如权利要求1所述的方法，包括生成电机转矩信号，用于控制电机移动电梯轿厢以利用经过调节的增益来实现所需的再平层。
3.如权利要求1所述的方法，包括在再平层期间移动电梯轿厢时使用经过调节的增益；以及 在其他的电梯运行状态期间使用不同的默认增益。
4.如权利要求1所述的方法，包括确定与多个电梯轿厢位置中的每一个相对应的电梯轿厢动态信息； 存储确定的与对应的电梯轿厢位置的指示相关联的电梯轿厢动态信息； 通过选择与电梯轿厢的当前位置相关联的存储的信息来确定电梯轿厢动态信息。
5.如权利要求1所述的方法，其中增益具有默认值并且调节增益包括将增益增加为高 于默认值。
6.如权利要求1所述的方法，其中增益为与电机相关联的速度伺服机构的比例积分增■、Λfrff. ο
7.如权利要求1所述的方法，其中电梯轿厢动态信息包括与用于支撑电梯轿厢的拉索 装置的动态相关的信息。
8.如权利要求1所述的方法，其中电梯轿厢动态信息包括指示电梯轿厢振动模式频率 的第一参数以及指示衰减系数的第二参数。
9.如权利要求8所述的方法，其中第一参数包括频率的平方。
10.如权利要求1所述的方法，包括在二阶陷波滤波器中使用确定的电梯轿厢动态信 息来获得用于调节的调节系数。
11.一种电梯系统，包括用于控制电梯电机的设备，包括 包括具有设定值的增益的速度伺服机构；以及 动态补偿模块，其根据与电梯轿厢的当前位置相关联的电梯轿 厢动态信息由设定值来选择性地调节速度伺服机构的增益。
12.如权利要求11所述的电梯系统，其中的动态补偿模块将增益增加为高于设定值。
13.如权利要求12所述的电梯系统，包括与多个电梯轿厢位置中的每一个相关联的预 定电梯轿厢动态信息的电子存储器，并且其中动态补偿模块根据电梯轿厢的当前位置从存 储器确定电梯轿厢动态信息。
14.如权利要求11所述的电梯系统，其中速度伺服机构利用经过调节的增益来生成电 机转矩信号。
15.如权利要求14所述的电梯系统，其中速度伺服机构利用经过调节的增益来生成电 机转矩信号用于再平层电梯轿厢并在其他情况下使用增益的设定值。
16.如权利要求11所述的电梯系统，其中增益是速度伺服机构的比例积分增益。
17.如权利要求11所述的电梯系统，其中电梯轿厢动态信息包括与用于支撑电梯轿厢 的拉索装置的动态相关的信息。
18.如权利要求11所述的电梯系统，其中电梯轿厢动态信息包括指示电梯轿厢振动模 式频率的第一参数以及指示衰减系数的第二参数。
19.如权利要求18所述的电梯系统，其中第一参数包括频率的平方。
20.如权利要求11所述的电梯系统，其中动态补偿模块包括提供了用于调节增益的调 节系数的二阶陷波滤波器。
21.如权利要求11所述的电梯系统，包括 电梯轿厢；固定至电梯轿厢的拉索装置；用于移动拉索装置以引起电梯轿厢移动的电机；以及用于控制电机的电机控制器，电机控制器包括所述设备。
全文摘要
一种控制电梯轿厢位置的示范性方法，包括确定电梯轿厢需要再平层。确定与电梯轿厢的当前位置相关联的电梯轿厢动态信息。根据确定的电梯轿厢动态信息来调节用于控制电机操作的增益，电机负责用于为了再平层而移动电梯轿厢。
文档编号B66B1/40GK101959783SQ200880127486
公开日2011年1月26日 申请日期2008年2月26日 优先权日2008年2月26日
发明者R·K·罗伯茨 申请人:奥蒂斯电梯公司