一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法与流程

本发明属于电梯控制，具体是一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法。

背景技术：

1、电梯门包括随轿厢运动的轿门和安装在各个楼层井道出口的厅门，在电梯开关门时轿门和厅门联动运动。随着运行时间的推移，不可避免产生由于地坎积灰、异物掉落、门扇变形、出厂后对轿门/厅门的二次装潢、风阻等因素导致的工作条件恶化，表现为开关门时电梯门受到的阻力增大，由此导致电梯门需要耗费更长时间以达到出厂前设定的开关门速度图形对应的速度和加速度期望值。

2、公开号为cn112777462a的中国发明专利申请公开了一种关门阻力自适应电梯门机的控制方法，通过增设电容传感器以检测两侧电梯门之间的电容，通过电容变化计算电梯门的运动速度，并据此判断关门阻力是否大于阈值，若是则降低门机运行速度并提高关门力矩。该方法需要在电梯门这一运动部件上安装硬件检测设备，增加成本的同时提高了安装调试要求。此外，该方案并未给出阈值和提高后的关门力矩的确定方法。

3、公开号为cn100564219a的中国发明专利公开了一种监控自动门的状态的方法，创建门的动态模型，并利用该动态模型对门的加速度或者速度建模，计算加速度或速度的测量值与估算值之间的误差项，通过对误差项最小化计算施加到门上的摩擦力，将摩擦力与参考值比较推导出门的操作状态。该方法涉及门的动态模型参数的迭代优化，实现工程应用难度较大。

4、公开号为cn109179171a的中国发明专利公开了电梯门机械系统自学习方法、设备及存储介质，记录电梯开门时推力—门位置曲线和电梯关门时推力—门位置曲线，从这两条曲线中选取三个线性无关点计算自闭力初始值、自闭力系数和摩擦力的方法。该方法没有给出具体到电梯门运动行程中各个位置的摩擦力计算方法。

5、公开号为cn105645237a的中国发明专利公开了电梯门机的控制方法和系统，通过增加风力检测模块，根据环境风力大小对门机控制系统的力矩进行自动调整的方法。该方法增加了硬件成本，且仅针对存在风阻的情况。

6、公开号为cn109399430a的中国发明专利公开了电梯层门控制方法，根据电梯轿厢开关门过程中电动机的力矩电流值和速度值计算门电动机受到的开关门阻力的方法。该方法所采用的公式是牛顿第二定律的变形，其直接引用电梯门质量对应的等效转动惯量来计算开关门阻力，当轿门/厅门由于出厂后的二次装潢导致电梯门质量发生改变时，该方法将产生误差。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，本发明通过实时检测电梯开关门阻力的变化，据此预先对开关门驱动力进行补偿，提前抵消门受到的阻力对于门运动的抑制作用，提高门控制系统对于速度指令的响应能力。该方法不增加硬件成本，检测精度达到电梯门的全行程，检测范围覆盖各楼层和开关门两种方向，算法简便可行、有自适应能力。

2、为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，包括：

3、根据预设的开关门速度图形表格，得到开关门加速度数据并选取其中加速度发生变化时的行程点作为变加速点；在电梯门运动过程中，检测门电动机电流并转换得到作用在电梯门上的驱动力；检测电梯门运动速度并转换得到门加速度；

4、基于电梯门行程中各变加速点及其左右两个临近点的驱动力、门加速度、电梯门在变加速点受到的阻力以及电梯门等效质量构造方程组；结合假设条件推导得到电梯门在变加速点受到的阻力，结合取均值或者线性插值法得到电梯门在相邻变加速点之间的行程中受到的阻力；

5、将阻力转换为对应的门电动机补偿电流，将门电动机补偿电流叠加到门控制系统原有的电流输出指令上，得到汇总电流输出指令。

6、优选的，所述基于电梯门行程中各变加速点及其左右两个临近点的驱动力、门加速度、电梯门在变加速点受到的阻力以及电梯门等效质量构造方程组，包括：

7、将电梯门行程中各变加速点标记为pv，pv的左侧邻近点和右侧邻近点分别标记为pl和pr；假设条件为电梯门在pv、pl和pr受到的阻力相等；

8、根据牛顿第二定律构造方程组为：其中，p0为所述变加速点pv对应的行程；p1为所述变加速点pv左侧邻近点pl对应的行程；p2为所述变加速点pv右侧邻近点pr对应的行程；f(p)为检测门电动机电流并转换得到的作用在电梯门上的驱动力；m为电梯门的等效质量；a(p)为检测电梯门运动速度并转换得到的门加速度；f(p)为电梯门在行程p处受到的阻力。

9、优选的，所述电梯门在变加速点受到的阻力的计算公式为：

10、

11、其中，当pv为门行程起点时，a(p1)为0，但p1物理上不存在，因而此时的f(p1)取值电梯门处于静态时的驱动力fk；当pv为门行程终点时，a(p2)为0，但p2物理上不存在，因而此时的f(p2)取值电梯门处于静态时的驱动力fk。

12、优选的，所述结合取均值或者线性插值法得到电梯门在相邻变加速点之间的行程中受到的阻力，包括：

13、电梯门在相邻变加速点之间行程的阻力，取两个相邻变加速点的阻力均值得到；或者按照现线性插值方式结合行程得到。

14、优选的，综合各变加速点的阻力，以及变加速点之间行程的阻力得到整个电梯门行程对应的阻力。

15、优选的，阻力检测过程在电梯门的每次开关时均进行，以使得计算得到的阻力反映当前状态。

16、优选的，阻力检测过程在电梯门的各个变加速点均进行。

17、优选的，基于若干次阻力检测将阻力采用移动平均法或加权移动平均法进行过滤。

18、优选的，过滤针对不同的楼层和变加速点分别进行。

19、优选的，将各变加速点的阻力以及变加速点之间行程的阻力按照楼层和开/关门分别存储。

20、优选的，所述开关门速度图形表格包括折线或者曲线。

21、优选的，所述变加速点pv的左侧邻近点pl和右侧邻近点pr是根据电梯门机控制软件的行程计算最小间隔pt确定的，左侧邻近点pl对应的行程p1以及右侧邻近点pr对应的行程p2的具体计算方法为：p1＝p0-pt；p2＝p0+pt。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，不需要额外增加硬件设备和相关的信号采集算法，仅需进行阻力和补偿电流的处理算法，因此不增加硬件成本；检测精度达到电梯门的全行程，检测范围覆盖各楼层和开关门两种方向，算法简便可行、有自适应能力；提前抵消门受到的阻力对于门运动的抑制作用，提高门控制系统对于速度指令的响应能力。综上所述，本发明有助于通过软件算法改善现有门控制系统的现场适应能力。

技术特征：

1.一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，其特征在于，所述基于电梯门行程中各变加速点及其左右两个临近点的驱动力、门加速度、电梯门在变加速点受到的阻力以及电梯门等效质量构造方程组，包括：

3.根据权利要求1所述的一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，其特征在于，所述电梯门在变加速点受到的阻力的计算公式为：

4.根据权利要求1所述的一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，其特征在于，所述结合取均值或者线性插值法得到电梯门在相邻变加速点之间的行程中受到的阻力，包括：

5.根据权利要求1所述的一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，其特征在于，综合各变加速点的阻力，以及变加速点之间行程的阻力得到整个电梯门行程对应的阻力。

6.根据权利要求1所述的一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，其特征在于，所述开关门速度图形表格包括折线或者曲线。

7.根据权利要求2所述的一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，其特征在于，所述变加速点pv的左侧邻近点pl和右侧邻近点pr是根据电梯门机控制软件的行程计算最小间隔pt确定的，左侧邻近点pl对应的行程p1以及右侧邻近点pr对应的行程p2的具体计算方法为：p1＝p0-pt；p2＝p0+pt。

技术总结
本发明公开了一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，涉及电梯控制技术领域，本发明通过实时检测电梯开关门阻力的变化，据此预先对开关门驱动力进行补偿，提前抵消门受到的阻力对于门运动的抑制作用，提高门控制系统对于速度指令的响应能力；本发明的电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，不需要额外增加硬件设备和相关的信号采集算法，仅需进行阻力和补偿电流的处理算法，因此不增加硬件成本；检测精度达到电梯门的全行程，检测范围覆盖各楼层和开关门两种方向，算法简便可行、有自适应能力；提前抵消门受到的阻力对于门运动的抑制作用，提高门控制系统对于速度指令的响应能力；本发明有助于通过软件算法改善现有门控制系统的现场适应能力。

技术研发人员：孙兴进,黄维纲,孔灿明,许晨
受保护的技术使用者：康力电梯股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11