电梯曳引机控制方法与流程

本发明涉及电梯永磁同步电机控制技术，特别涉及一种电梯曳引机控制方法。

背景技术：

现有一种电梯的安全控制系统，如图1所示，其包括电机编码器1、对重2、轿厢3、限速器编码器4、安全控制器5、主钢丝绳6、限速器钢丝绳7和gsm模块8。其采用电机编码器1和限速器编码器4双编码器，双编码器通过屏蔽电缆与安全控制器5连接，安全控制器5对电机编码器1和限速器编码器4产生的编码信号进行测量。电机编码器1为实时检测曳引机运行状态，限速器编码器4实时检测轿厢运行状态。安全控制器5同时检测曳引机3和轿厢的运行状况，比较两者运行的同步信息，并保存同步信息的统计数据，与安全控制器5的设定值比较，采取相应的安全措施。

电机编码器1与电梯的曳引机的主轴连接，在曳引机运行时带动电机编码器l旋转产生编码信号输出，根据电机编码器1的编码信号测算出曳引机运行速度、距离和运动方向，曳引机速度越快电机编码器1产生的编码信号频率越高，曳引机通过曳引轮与主钢丝绳6摩擦带动轿厢3上下运动。

限速器编码器4安装在限速器的飞轮轴上，限速器通过限速器钢丝绳7与轿厢3连接，轿厢3通过限速器钢丝绳7带动限速器的飞轮转动，从而使限速器编码器4旋转产生编码信号输出，轿厢3运动越快，限速器编码器4输出的编码信号频率越高，根据限速器编码器4的编码信号能直接确定轿厢3的运行速度、距离和运动方向。

安全控制器5通过电机编码器1和限速器编码器4检测到曳引机和轿厢3的运行速度以及各自的运行方向，通过比较即可获得曳引机和轿厢3运行的同步信息。当安全控制器5检测到曳引机和轿厢3的速度与方向发生差异时，安全控制器5控制曳引机的反向运行，从而给曳引机的曳引轮与主钢丝绳6之间一个反方向的摩擦力而使轿厢3停止运动，避免事故的发生。同时，安全控制器5实时对曳引机与轿厢3的运动中出现的非同步信息进行统计，在非同步信息达到设定的门槛值时通过gsm模块8主动提示相关人员需要对电梯进行处理。

该电梯的安全控制系统既能检测电梯曳引机运行的速度、方向和测算的轿厢位移，又能检测电梯轿厢运行的速度、方向和位移，并分析电梯曳引机和轿厢运行时速度、方向和位移是否同步；能及时做出电梯异常运动的提示，安全控制器分析电梯的曳引机和抱闸系统是否存在异常，出现异常移动时安全控制器做出相应处理，避免事故的发生；能使电梯在使用过程中及时得到维保，提高了电梯维保的主动性，从而大大降低电梯异常移动事故的发生，降低了电梯的故障率，提高了电梯的使用效率和安全性。

通常，电梯系统中的曳引机多采用表贴式永磁同步电机，由与曳引机同轴的电机编码器和与轿厢连接的限速器编码器控制。电机编码器输出的速度和转子角度信号用来实现曳引机的速度闭环控制，限速器编码器的输出信号用来计算轿厢的楼层位置。机械式传感器提高了曳引机控制的成本，增大了系统的体积，此外编码器在恶劣环境下还存在着复杂的电磁干扰问题，严重影响了曳引机的运行性能，因此，在电梯系统中，如何实现永磁同步无位置传感器控制有着重要的研究意义。

目前，永磁同步电机的无位置传感器技术得到了飞速的发展，尤其是在变频空调、变频洗衣机等应用场合中得到了较为成熟应用，但是在这些应用场合中电机多工作于高速工况，而低速、甚至零速情况下表贴式永磁同步电机的控制一直是工业控制中的难点和热点，目前一般都采用高频脉振信号注入的方法跟踪电机的凸极特性，实现转子位置角度的跟踪。专利申请号cn201510369504.5所述的《一种永磁同步电机低速区域转子位置估计方法》，采用脉振电流注入法来获得永磁同步电机在低速时候的转速和位置；专利申请号cn201510255925.5所述的《宽转速范围内永磁同步电机的无位置传感器控制方法》，采用脉振电压注入来辨识永磁同步电机在低速范围下的转子速度和位置，在电机运行的中高速利用反电动势观测法来得到转子的速度和位置角，对两种方法获得的速度和位置进行加权运算得到宽范围内永磁同步电机的速度和位置情况。但是不管是电压注入法还是电流注入法，能够跟踪表贴式电机的凸极特性的前提条件是施加的脉振电压和脉振电流能够激励出电机的凸极效应，即直轴电感和交轴电感出现较大出别。而对于某些表贴式电机，施加的电压和电流要足够大才能使得电机出现凸极效应，而较大的脉振电压和脉振电流又会造成电机输出转矩严重波动，从而严重影响电机的工作性能，破坏了电梯运行的舒适性。

因此，现存的这些永磁同步电机的控制方法均不能较好地应用于电梯系统中的凸极率比较低的表贴式永磁同步电机控制中。针对现有技术的不足之处，电梯控制领域亟待提出在一种能够实现凸极率较低的永磁同步曳引机的无位置传感器控制方法。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种电梯曳引机控制方法，能实现全速度范围内电梯系统中曳引机的无电机编码器控制，降低系统的成本。

为解决上述技术问题，本发明提供的电梯曳引机控制方法，曳引机通过主绳带动轿厢上下运动；限速器编码器安装在限速器的飞轮轴上，轿厢通过限速器绳带动限速器的飞轮转动，从而使限速器编码器旋转产生编码信号输出，轿厢运动越快，限速器编码器输出的编码信号频率越高；所述电梯曳引机控制方法包括以下步骤：

步骤a.得到电梯曳引机的初始转子角度

步骤b.得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速和低速转子角度以及曳引机高于设定速度运行时候的中高速转子转速和中高速转子角度

步骤c.根据曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速和低速转子角度以及曳引机高于设定速度运行时候的中高速转子转速和中高速转子角度采用平滑加权因子法得到曳引机的全速度范围转子转速估计值和全速度范围转子角度估计值对曳引机进行速度闭环控制。

较佳的，所述曳引机为三相永磁同步电机。

较佳的，所述设定速度低于曳引机额定转子转速的20％。

较佳的，步骤a中，在电梯曳引机运行前，先使得曳引机出现凸极效应，得到曳引机的初始转子角度

较佳的，步骤a中，利用脉振电压注入法注入足够高的电压使得曳引机出现凸极效应。

较佳的，步骤a中得到曳引机的初始转子角度的方法为：

a1.在曳引机定子直轴施加设定幅值的高于设定频率ωr的高频正弦信号，对曳引机定子输出电流进行克拉克变换和派克变换，得到曳引机定子电流的交轴分量；

a2.将曳引机定子电流的交轴分量通过二阶带通滤波器选出其中的高于设定频率ωr的交流分量，将该交流分量与单位正弦信号相乘得到调制信号；

a3.利用带阻滤波器滤除调制信号中的交流分量，得到含有转子角度误差的误差信号；

a4.利用pi控制器将该误差信号控制为零，即可得到转子轴线的方向；

a5.向转子轴线方向分别注入持续设定时间的负向电压脉宽、持续设定时间的正向电压脉宽，并实时采集定子电流的直轴分量，捕获定子电流直轴分量最大值绝对值；

a6.如果正向电压脉宽作用的定子电流直轴分量最大值绝对值大于负向电压脉宽作用的定子电流直轴分量最大值绝对值，表示得到的转子轴线方向即为初始转子角度反之，将该转子轴线方向加π得到初始转子角度

较佳的，建立坐标系关系图，d-q为实际同步旋转坐标系，为估计转子同步旋转坐标系，α-β为实际两相静止坐标系，定义估计位置误差θ为实际转子角度，为全速度范围转子角度估计值；

步骤a中得到曳引机的初始转子角度的方法为：

步骤a10.在曳引机静止且抱闸装置动作的条件下，在估计转子同步旋转坐标系注入信号：

其中，uqh为施加在定子交轴的信号，udh为施加在定子直轴的正弦信号，uh为udh的幅值，ωh为udh的角频率，ωh大于设定频率ωr，t为时间；

步骤a20.通过派克变换得到定子电流在坐标系下的q轴分量iq，

其中，lq为曳引机q轴电感，ld为曳引机d轴电感；

步骤a30.将iq通过带通滤波器bpf提取其中的高频分量iqh；

步骤a40.对iqh进行调制得到调制信号imd＝iqhsinωht，将调制信号imd通过带阻滤波器bsf得到含有转子角度误差的误差信号g(δθ)；

步骤a50.将误差信号g(δθ)送入pi调节器得到曳引机转子转速的估计值对积分得到转子角度估计值

步骤a60.在估计同步旋转坐标系注入电压ud＝um和uq＝0，且持续设定时间，并捕获正向电压脉宽作用的定子电流直轴分量最大值绝对值idpmax；在估计同步旋转坐标系注入电压ud＝-um和uq＝0，且持续设定时间，并捕获负向电压脉宽作用的定子电流直轴分量最大值绝对值idnmax；ud为施加在定子直轴的信号，uq为施加在定子交轴的信号，um为ud的幅值；

步骤a70.根据idpmax和idnmax的大小，对转子角度估计值进行修正得到电机的转子初始位置角度若idpmax>idnmax，则初始转子角度若idpmax>idnmax，则初始转子角度

较佳的，ωh为800π弧度/秒到1000π弧度/秒。

较佳的，步骤a30中的带通滤波器bpf的传递函数为：

其中，ωa为带通滤波器的截止频率，ξa为带通滤波器的阻尼系数。

较佳的，步骤a40中的带阻滤波器bsf的传递函数为：

其中，ωb为带阻滤波器的通带截止频率，ξb为带阻滤波器的阻尼系数；

滤波后得到误差信号g(δθ)，

较佳的，步骤b中，得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速和低速转子角度的方法为：

步骤b11.使电梯曳引机低于设定速度运行，根据限速器编码器的输出编码信号得到曳引机的初步低速转子转速估计值ωla；

步骤b12.利用转子角度自动补偿控制方法对得到的初步低速转子转速估计值ωla进行补偿，得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速

步骤b13.根据曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速及初始转子角度得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子角度

较佳的，步骤b12中，利用转子角度自动补偿控制方法对得到的初步低速转子转速估计值ωla进行补偿，得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速的方法为：

其中，k为增益系数，ud为曳引机定子电压的d轴分量，id为定子电流的d轴分量，iq为定子电流的q轴分量，rs为曳引机定子电阻，lq为曳引机q轴电感。

较佳的，步骤b13中，根据曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速及初始转子角度得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子角度的方法为：

t为时间。

较佳的，步骤b中，得到曳引机高于设定速度运行时候的中高速转子转速和中高速转子角度的方法为：

b21.使电梯曳引机高于设定速度运行，对曳引机的两相定子电流进行克拉克变换，得到实际两相静止坐标系α-β下的电流值，两相克拉克变换的表达式为：

iα为实际两相静止坐标系α-β下定子电流α轴分量，iβ为实际两相静止坐标系α-β下定子电流β轴分量，ia为曳引机的a相定子电流，ic为曳引机的c相定子电流；

b22.建立实际两相静止坐标系α-β下曳引机的离散化滑模观测器方程，并根据定子电压和定子感应电动势，得到实际两相静止坐标系α-β下的定子电流估计值，其离散化实现的表达式为：

其中，为第k+1个采样时刻计算得到的定子电流估计值的α轴分量，为第k+1个采样时刻计算得到的定子电流估计值的β轴分量，为第k个采样时刻计算得到的定子电流估计值的α轴分量，为第k个采样时刻计算得到的定子电流估计值的β轴分量，uα[k]为第k个采样时刻计算得到的定子电压的α轴分量，uβ[k]为第k个采样时刻计算得到的定子电压的β轴分量，zα[k]为第k个采样时刻滑模控制器输出的控制量的α轴分量，zβ[k]为第k个采样时刻滑模控制器输出的控制量的β轴分量，vα[k]为第k个采样时刻滑模控制器的输出值经过低通滤波器滤除高频抖振分量后的基波值的α轴分量，vβ[k]为第k个采样时刻滑模控制器的输出值经过低通滤波器滤除高频抖振分量后的基波值的β轴分量，h为反馈增益系数，ts为采样计算周期，rs为曳引机定子电阻，ls为曳引机定子电感，k为正整数；

b23.对定子电流估计值和测量得到的实际定子电流值进行滑模控制，得到滑模控制电压输出值，取s为电流的误差值，定义为：

其中为定子电流估计值的α轴分量，为定子电流估计值的β轴分量，sα为电流的α轴误差值，sβ为电流的β轴误差值；

取s＝0为滑模超平面，当系统在滑模面上滑动时，其输出信号为：

其中，zα为滑模控制器输出的控制量的α轴分量，zβ为滑模控制器输出的控制量的β轴分量，δ为误差电流的饱和限制值；m为滑模控制器的输出值；

b24.将滑模控制器的输出值通过截止频率自适应的正弦波滤波器进行滤波处理，所采用的正弦波滤波器的传递函数表达式为：

其中，

ω0为滤波器的通带截止频率，ξ0为正弦波滤波器的阻尼系数；

b25.根据滑模控制器的输出和滤波器的输出，可得到感应电动势的估计值表达式为：

其中，为感应电动势估计值的α轴分量，为感应电动势估计值的β轴分量，zα为滑模控制器输出值经过滤波器处理后的α轴分量，zβ为滑模控制器输出值经过滤波器处理后的β轴分量，h为反馈增益系数，vα为滑模控制器的输出值经过低通滤波器滤除高频抖振分量后的基波值的α轴分量，vβ为滑模控制器的输出值经过低通滤波器滤除高频抖振分量后的基波值的β轴分量；

b26.对定子感应电动势进行派克变换，将其q轴分量取反输入pi调节器得到曳引机高于设定速度运行时候的中高速转子转速对中高速转子转速积分得到中高速转子角度

较佳的，步骤c中，通过加权平均获得曳引机全速度范围内的转子速度和转子角度的方法为：

步骤c1.对前k次计算得到的转子转速进行排序，去掉最大值和最小值后计算平均值，得到转子转速滤波值

步骤c2.根据转子转速滤波值计算速度的加权系数；

步骤c3.根据加权系数，对低速转子转速和中高速转子转速进行加权平均计算得到曳引机的全速度范围转子转速估计值对低速转子角度和中高速转子角度进行加权平均计算得到全速度范围转子角度估计值

较佳的，步骤c2中，根据转子转速滤波值计算速度的加权系数μ，

其中，ω1为曳引机低于设定速度运行的上限值；ω2为曳引机高于设定速度运行的下限值。

较佳的，步骤c3中，其表达式为：

本发明的电梯曳引机控制方法，首先载电梯曳引机零速度时候利用脉振电压注入施加足够大的电压来精确获得曳引机的初始转子角度然后得到曳引机低速运行及高速运行时的转子转速和转子角度，根据曳引机低速运行及高速运行时的转子转速和转子角度，采用平滑加权因子法得到曳引机的全速度范围转子转速估计值和全速度范围转子角度估计值对曳引机进行速度闭环控制，实现全速度范围内电梯系统中曳引机的无电机编码器控制，避免了传统低速方法带来的转速波动和曳引机抖动问题，使得整个曳引机控制过程更加平稳；该电梯曳引机控制方法，在原有的电梯永磁同步电机的控制框架下，无需额外复杂的控制算法，且无需增加其他的额外硬件，减少了曳引机用机械式编码器，降低了系统的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有一种电梯的安全控制系统结构示意图；

图2是本发明的电梯曳引机控制方法一实施例的控制原理框图；

图3是估计转子同步旋转坐标系、实际两相静止坐标系、实际同步旋转坐标系的关系示意图；

图4是本发明的电梯曳引机控制方法一实施例的初始转子角度估计的原理框图；

图5是本发明的电梯曳引机控制方法一实施例的低速转子转速和低速转子角度辨识原理框图；

图6是本发明的电梯曳引机控制方法一实施例的中高速转子转速和中高速转子角度辨识原理框图；

图7是本发明的电梯曳引机控制方法一实施例的截止频率自适应调节的低通正弦波滤波器的结构框图；

图8是本发明的电梯曳引机控制方法一实施例的转子转速和转子角度加权计算的原理框图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图2所示，曳引机通过主绳带动轿厢3上下运动；

限速器编码器4安装在限速器的飞轮轴上，轿厢3通过限速器绳带动限速器的飞轮转动，从而使限速器编码器4旋转产生编码信号输出，轿厢3运动越快，限速器编码器4输出的编码信号频率越高；

电梯曳引机控制方法，包括以下步骤：

步骤a.得到电梯曳引机的初始转子角度

步骤b.得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速和低速转子角度以及曳引机高于设定速度运行时候的中高速转子转速和中高速转子角度

步骤c.根据曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速和低速转子角度以及曳引机高于设定速度运行时候的中高速转子转速和中高速转子角度采用平滑加权因子法得到曳引机的全速度范围转子转速估计值和全速度范围转子角度估计值对曳引机进行速度闭环控制。

较佳的，所述曳引机为三相永磁同步电机。

较佳的，所述设定速度低于曳引机额定转子转速的20％。

较佳的，步骤a中，在电梯曳引机运行前，先使得曳引机出现凸极效应，得到曳引机的初始转子角度

较佳的，步骤a中，利用脉振电压注入法注入足够高的电压使得曳引机出现凸极效应。

实施例一的电梯曳引机控制方法，首先载电梯曳引机零速度时候利用脉振电压注入施加足够大的电压来精确获得曳引机的初始转子角度然后得到曳引机低速运行及高速运行时的转子转速和转子角度，根据曳引机低速运行及高速运行时的转子转速和转子角度，采用平滑加权因子法得到曳引机的全速度范围转子转速估计值和全速度范围转子角度估计值对曳引机进行速度闭环控制，实现全速度范围内电梯系统中曳引机的无电机编码器控制，避免了传统低速方法带来的转速波动和曳引机抖动问题，使得整个曳引机控制过程更加平稳；该电梯曳引机控制方法，在原有的电梯永磁同步电机的控制框架下，无需额外复杂的控制算法，且无需增加其他的额外硬件，减少了曳引机用机械式编码器，降低了系统的成本。

实施例二

基于实施例一，步骤a中得到曳引机的初始转子角度的方法为：

a1.在曳引机定子直轴施加设定幅值的高于设定频率ωr的高频正弦信号，对曳引机定子输出电流进行克拉克变换和派克变换，得到曳引机定子电流的交轴分量；

a2.将曳引机定子电流的交轴分量通过二阶带通滤波器选出其中的高于设定频率ωr的交流分量，将该交流分量与单位正弦信号相乘得到调制信号；

a3.利用带阻滤波器滤除调制信号中的交流分量，得到含有转子角度误差的误差信号；

a4.利用pi控制器将该误差信号控制为零，即可得到转子轴线的方向；

a5.向转子轴线方向分别注入持续设定时间的负向电压脉宽、持续设定时间的正向电压脉宽，并实时采集定子电流的直轴分量，捕获定子电流直轴分量最大值绝对值；

a6.如果正向电压脉宽作用的定子电流直轴分量最大值绝对值大于负向电压脉宽作用的定子电流直轴分量最大值绝对值，表示得到的转子轴线方向即为初始转子角度反之，将该转子轴线方向加π得到初始转子角度

实施例三

基于实施例一的电梯曳引机控制方法，建立坐标系关系图，如图3所示，d-q为实际同步旋转坐标系，为估计转子同步旋转坐标系，α-β为实际两相静止坐标系，定义估计位置误差θ为实际转子角度，为全速度范围转子角度估计值；

如图4所示，步骤a中得到曳引机的初始转子角度的方法为：

步骤a10.在曳引机静止且抱闸装置动作的条件下，在估计转子同步旋转坐标系注入信号：

其中，uqh为施加在定子交轴的信号，udh为施加在定子直轴的正弦信号，uh为udh的幅值，ωh为udh的角频率，ωh大于设定频率ωr，t为时间；

步骤a20.通过派克变换得到定子电流在坐标系下的q轴分量iq，

其中，lq为曳引机q轴电感，ld为曳引机d轴电感；

步骤a30.将iq通过带通滤波器bpf提取其中的高频分量iqh；

步骤a40.对iqh进行调制得到调制信号imd＝iqhsinωht，将调制信号imd通过带阻滤波器bsf得到含有转子角度误差的误差信号g(δθ)；

步骤a50.将误差信号g(δθ)送入pi调节器得到曳引机转子转速的估计值对积分得到转子角度估计值

步骤a60.在估计同步旋转坐标系注入电压ud＝um和uq＝0，且持续设定时间，并捕获正向电压脉宽作用的定子电流直轴分量最大值绝对值idpmax；在估计同步旋转坐标系注入电压ud＝-um和uq＝0，且持续设定时间，并捕获负向电压脉宽作用的定子电流直轴分量最大值绝对值idnmax；ud为施加在定子直轴的信号，uq为施加在定子交轴的信号，um为ud的幅值；

步骤a70.根据idpmax和idnmax的大小，对转子角度估计值进行修正得到电机的转子初始位置角度若idpmax>idnmax，则初始转子角度若idpmax>idnmax，则初始转子角度

较佳的，ωh为800π弧度/秒到1000π弧度/秒。

较佳的，步骤a30中的带通滤波器bpf的传递函数为：

其中，ωa为带通滤波器的截止频率，ξa为带通滤波器的阻尼系数。

较佳的，步骤a40中的带阻滤波器bsf的传递函数为：

其中，ωb为带阻滤波器的通带截止频率，ξb为带阻滤波器的阻尼系数；

滤波后得到误差信号g(δθ)，

实施例四

基于实施例三的电梯曳引机控制方法，如图5所示，步骤b中，得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速和低速转子角度的方法为：

步骤b11.使电梯曳引机低于设定速度运行，根据限速器编码器的输出编码信号得到曳引机的初步低速转子转速估计值ωla；

步骤b12.利用转子角度自动补偿控制方法对得到的初步低速转子转速估计值ωla进行补偿，得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速

步骤b13.根据曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速及初始转子角度得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子角度

较佳的，步骤b12中，利用转子角度自动补偿控制方法对得到的初步低速转子转速估计值ωla进行补偿，得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速的方法为：

其中，k为增益系数，ud为曳引机定子电压的d轴分量，id为定子电流的d轴分量，iq为定子电流的q轴分量，rs为曳引机定子电阻，lq为曳引机q轴电感。

较佳的，步骤b13中，根据曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速及初始转子角度得到曳引机低于设定速度运行时候的低速转子角度的方法为：

t为时间。

实施例四的电梯曳引机控制方法，根据曳引机低速时候限速器编码器与永磁同步电机几乎同步的特点，根据限速器编码器的输出脉冲得到初步低速转子转速估计值ωla，并步骤a得到的曳引机初始转子位置，利用限速器编码器结合转子角度实时补偿控制方法来获得曳引机在低速运行时候的转子转速和转子角度值。

实施例五

基于实施例三的电梯曳引机控制方法，如图6所示，步骤b中，得到曳引机高于设定速度运行时候的中高速转子转速和中高速转子角度的方法为：

b21.使电梯曳引机高于设定速度运行，对曳引机的两相定子电流进行克拉克变换，得到实际两相静止坐标系α-β下的电流值，两相克拉克变换的表达式为：

b21.使电梯曳引机高于设定速度运行，对曳引机的两相定子电流进行克拉克变换，得到实际两相静止坐标系α-β下的电流值，两相克拉克变换的表达式为：

iα为实际两相静止坐标系α-β下定子电流α轴分量，iβ为实际两相静止坐标系α-β下定子电流β轴分量，ia为曳引机的a相定子电流，ic为曳引机的c相定子电流；

b22.建立实际两相静止坐标系α-β下曳引机的离散化滑模观测器方程，并根据定子电压和定子感应电动势，得到实际两相静止坐标系α-β下的定子电流估计值，其离散化实现的表达式为：

其中，为第k+1个采样时刻计算得到的定子电流估计值的α轴分量，为第k+1个采样时刻计算得到的定子电流估计值的β轴分量，为第k个采样时刻计算得到的定子电流估计值的α轴分量，为第k个采样时刻计算得到的定子电流估计值的β轴分量，uα[k]为第k个采样时刻计算得到的定子电压的α轴分量，uβ[k]为第k个采样时刻计算得到的定子电压的β轴分量，zα[k]为第k个采样时刻滑模控制器输出的控制量的α轴分量，zβ[k]为第k个采样时刻滑模控制器输出的控制量的β轴分量，vα[k]为第k个采样时刻滑模控制器的输出值经过低通滤波器滤除高频抖振分量后的基波值的α轴分量，vβ[k]为第k个采样时刻滑模控制器的输出值经过低通滤波器滤除高频抖振分量后的基波值的β轴分量，h为反馈增益系数，ts为采样计算周期，rs为曳引机定子电阻，ls为曳引机定子电感，k为正整数；

b23.对定子电流估计值和测量得到的实际定子电流值进行滑模控制，得到滑模控制电压输出值，取s为电流的误差值，定义为：

其中为定子电流估计值的α轴分量，为定子电流估计值的β轴分量，sα为电流的α轴误差值，sβ为电流的β轴误差值；

取s＝0为滑模超平面，当系统在滑模面上滑动时，其输出信号为：

其中，zα为滑模控制器输出的控制量的α轴分量，zβ为滑模控制器输出的控制量的β轴分量，δ为误差电流的饱和限制值；m为滑模控制器的输出值；

b24.将滑模控制器的输出值通过截止频率自适应的正弦波滤波器进行滤波处理，如图7所示，所采用的正弦波滤波器的传递函数表达式为：

其中，

ω0为滤波器的通带截止频率，ξ0为正弦波滤波器的阻尼系数；

b25.根据滑模控制器的输出和滤波器的输出，可得到感应电动势的估计值表达式为：

其中，为感应电动势估计值的α轴分量，为感应电动势估计值的β轴分量，zα为滑模控制器输出值经过滤波器处理后的α轴分量，zβ为滑模控制器输出值经过滤波器处理后的β轴分量，h为反馈增益系数，vα为滑模控制器的输出值经过低通滤波器滤除高频抖振分量后的基波值的α轴分量，vβ为滑模控制器的输出值经过低通滤波器滤除高频抖振分量后的基波值的β轴分量；

b26.对定子感应电动势进行派克变换，将其q轴分量取反输入pi调节器得到曳引机高于设定速度运行时候的中高速转子转速对中高速转子转速积分得到中高速转子角度

实施例五的电梯曳引机控制方法，利用滑模控制器来获得电机在中高速运行阶段的转子转速和转子角度值。

实施例六

基于实施例一的电梯曳引机控制方法，如图8所示，步骤c中，通过加权平均获得曳引机全速度范围内的转子速度和转子角度的方法为：

步骤c1.对前k次计算得到的转子转速进行排序，去掉最大值和最小值后计算平均值，得到转子转速滤波值

步骤c2.根据转子转速滤波值计算速度的加权系数；

步骤c3.根据加权系数，对低速转子转速和中高速转子转速进行加权平均计算得到曳引机的全速度范围转子转速估计值对低速转子角度和中高速转子角度进行加权平均计算得到全速度范围转子角度估计值

较佳的，步骤c2中，根据转子转速滤波值计算速度的加权系数μ，

其中，ω1为曳引机低于设定速度运行的上限值；ω2为曳引机高于设定速度运行的下限值。

较佳的，步骤c3中，其表达式为：

实施例五的电梯曳引机控制方法，对曳引机低于设定速度运行时候的低速转子转速和低速转子角度以及曳引机高于设定速度运行时候的中高速转子转速和中高速转子角度进行加权平均运算得到曳引机的全速度范围转子转速估计值和全速度范围转子角度估计值对曳引机进行速度闭环控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。