用於電梯系統的位置控制方法
2023-08-08 21:46:21
專利名稱：用於電梯系統的位置控制方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電梯系統的位置控制方法，具體地說，涉及一種電梯系統位置控制的改進方法，該方法當在轎廂運動期間發生同步位置誤差時，能夠按照預定的速度圖形更精確地校正同步位置誤差。
圖1是電梯系統的常規的位置控制裝置原理圖。
圖中示出了大樓樓層1和電梯轎廂2。位置檢測器3被連接於轎廂2的上部，用於協同在電梯導井內沿轎廂運動路徑間隔設置的擋板4檢測位置檢測信號。此外，電梯系統還包括電機9，用來輸出相應於電機9的轉速的脈衝信號的編碼器10，操作控制器6，用於當由樓層1或轎廂2發出呼叫時，根據來自位置檢測器3的位置檢測信號和解碼器10的輸出信號判斷轎廂2的位置，並輸出速度指令V*使轎廂2向著服務層運動，電機控制器7，用於接收速度指令V*，並輸出控制信號CS，用於控制電機9的轉速，以及逆變器8，用於接收控制信號CS，並向電機9供應相電壓。
當轎廂2的地面高度和大樓地面的高度相同時，和轎廂2的上部相連的位置檢測器3被精確地定位在相應擋板4的中心部分。因此，隨著轎廂2的運動，當擋板4通過位置檢測器3的中心槽時，位置檢測器3的永磁體3 1的磁力線被擋板4截斷(中斷)，因而使舌簧接點32斷開。
現在說明電梯系統的常規的位置檢測裝置的位置控制方法。
在大樓中安裝電梯系統之後，在電梯系統被正常操作之前，操作控制器6操作轎廂2從最上層到最下層，以便存儲大樓每層的層高值。
就是說，當位置檢測器3在轎廂通過的每層被操作時，操作控制器6便累加在預定時間內被輸入的來自編碼器10的脈衝數。累加的脈衝數和相應於每個擋板4的一半長度(125mm)的來自編碼器10的脈衝數相加，並把這樣相加的值存儲起來作為每一當前層的層高值。重複上述過程，直到在預定時間內轎廂2在最上層和最下層之間運動，這樣便存儲了每一層的層高值。
在所有層高值被存儲之後，當用戶在層1或轎廂2中登記一個呼叫時，操作控制器6就計算在當前層和服務層(由呼叫被服務的層)之間的距離「dist」，即轎廂2必須運動的距離。這裡，距離「dist」可用下式表示dist＝Pd-Po -------(1)其中Po表示當前層的層高值，Pd表示服務層的層高值。
接著，操作控制器6確定使轎廂2通過距離「dist」的速度圖形(pattern)。即如圖2所示，根據轎廂的加速度圖形定義了7個間隔PS1到PS7。在這些間隔當中，PS1和PS5代表加速度被增加的間隔，PS2和PS6代表加速度是常數的間隔，PS3到PS7代表加速度減小的間隔。PS4代表加速度是零的間隔，J1，J2，J3和J4代表變動(jerk)的加速度圖形(加速度的變化率)。
在每個間隔內轎廂的速度按下式計算V1(kT)=12(kT)2]]>V2(kT)＝J(k1T)(kT)+V1(k1T)V3(kT)=-J2(kT)2+J(k1T)(kT)+V2(k2T)]]>V4(kT)＝V3(k1T) -------------(2)V5(kT)=-12(kT)2+V4(k4T)]]>V6(kT)＝-J(k1T)(kT)+V5(k1T)V7(kT)=12(kT)2-J(k1T)(kT)+V6(k2T)]]>其中J代表變化的加速度，K代表採樣次數，T代表採樣的單位時間，K1代表PS1的採樣數，K2代表PS2的採樣數。
通過對每個間隔的速度對時間積分獲得每個間隔的距離。P1(kT)-V1dt,i-1,2,3,,7-----(3)]]>P1(kT)+P2(kT)+P3(kT)…+P4(kT)＝dist+Po因此，轎廂2的整個距離「dist」根據距離Pi(KT)計算
″dist″＝2J(k1T)3+3J(k1T)P2(k2T)+J(k1T)2(k4T)+J(k1T)(k2T)+J(k1T)(k2T)(k4T)--------(4)按照式(4)，每個間隔的速度圖形被確定。此外，如圖2所示，因為加速度的值和具有加速度改變的間隔PS1，PS3，PS5和PS7的值被預先設定，而K2T和K4T是未知的。即K2T代表PS2的通過時間，K4T代表PS4的通過時間。
因此，為了計算這些未知的值，使用如圖3A所示的不同的速度圖形。
圖3A說明當間隔PS2，PS4和PS6都為「0」時的加速度圖形。此外，圖中Dref1代表轎廂可以運動的最小距離。圖3B說明當間隔PS4為「0」時的加速度圖形。圖3C說明當間隔PS4為「0」時的加速度圖形，此時轎廂2的速度達到額定速度，圖3D說明當轎廂2的速度達到額定速度時的加速度圖形，此時間隔PS4是可變的。在圖3C和圖3D中，參考字母「b」表示梯形的面積，「a」表示轎廂達到額定速度的狀態。
這裡，因為間隔PS2，PS4和PS6都是「0」，所以距離Dref1可以由下式計算。
Dref2＝J(k1T)[2(k1T)2+3(k1T)(k2T)+(k2T)2] -----(5)因為面積「b」是額定速度，並且間隔PS4是「0」所以距離Dref2可以表示如下Vref＝(k1T+k2T)AMAXk2T=VREFAMAX-k1T]]>AMAX＝J(k1T)-------------(6)Dref2＝J(k1T)[2(k1T)2+3(k1T)(k2T)+(k2T)2]操作控制器6判斷供轎廂2按照其運動的加速度圖形中的速度圖形。下面參照圖4說明這一判斷。
如果判斷轎廂2運動的距離「dist」比在步驟S41的最小距離Dref1短，則斷定該系統有問題。
如果判斷轎廂2運動的距離「dist」比距離Dref1長，且比步驟S42的距離Dref2短，則供轎廂2按照運動的圖形為如圖3B所示的圖形。在這種情況下，按照式(4)，因為值K4T是「0」，所以值K2T在步驟S43被計算。
若轎廂2運動的距離「dist」被判斷比距離Dref2長，則意味著轎廂2的速度已達到額定速度VREF，使得間隔值K2T可在步驟S44中由式(6)獲得，並且計算的間隔值K2T適用於式(4)，從而在步驟S45計算間隔值K4T。
當確定了轎廂2的速度圖形時，根據式(3)在步驟S46中計算在每個間隔PSi轎廂2的位置Pi(KT)。
在作為參考位置Pr存儲轎廂2的位置Pi(KT)時，轎廂2處於操作準備方式。此後，電機9被驅動，從而使轎廂2運動。在電機9的操作期間，相應於電機9的轉速的來自編碼器10的脈衝信號被輸入操作控制器6和電機控制器7。
接著，圖5說明電梯控制系統的常規的位置控制方法的流程圖。如圖所示，在轎廂2運動之後，操作控制器計算轎廂的速度圖形。
更詳細地說，操作控制器6在步驟S51比較轎廂2的檢測的當前位置Pc和參考位置Pr，如果位置誤差OFFSET大於臨界上邊界CUB，則在步驟S53判定系統具有誤差，從而結束該程序。臨界上邊界CUB是在假定系統被正常操作時位置誤差可以發生的最大值。如果位置誤差OFFSET大於臨界上邊界CUB，則意味著在位置控制器中具有誤差。
如果在步驟S52判斷位置誤差OFFSET的絕對值小於臨界上邊界CUB，並在步驟S54判斷小於臨界下邊界CLB，則轎廂被判斷要以正常操作停在服務層，從而結束程序。這裡，臨界下邊界CLB是在位置誤差OFFSET計算期間可能發生的最小值。
這裡，如果位置誤差OFFSET小於臨界上邊界CUB，且大於臨界下邊界CLB，則根據位置誤差OFFSET，把位置誤差OFFSET加於對於初始服務層的距離Pd上，以便在步驟S55計算對於新的服務層的距離Pn，並在步驟S56按下式(7)計算與改變的服務樓層的距離Pn的操作距離「dist」。
″dist″＝|Po-Pn| -------------(7)接著計算速度圖形。現在說明兩種情況，即對於改變的服務樓層距離Pn大於對於初始服務樓層的距離Pd或小於Pd。
首先，如果到改變的服務樓層的距離Pn大於到初始的服務樓層的距離Pd，則在步驟S41到S45計算間隔K2T和K4T，並根據變化的間隔值K2T和K4T在步驟S58計算變化的加速度J。
例如，如果變化的加速度J在間隔T2內被重新計算，則在間隔T5，變化的加速度J和下一個變化的加速度J3和J4交換，而不和變化的加速度J2交換。
與此相反，如果到改變的服務樓層的距離Pn小於到初始服務樓層的距離Pd，則在轎廂2被減速之前，在轎廂2的加速度為常數的間隔PS2和PS4內，轎廂2的速度必須從加速圖形變為減速圖形。
在步驟S60判斷轎廂2的當前位置Pcage是否是轎廂2要減速和到達的位置Psd。因而，如果轎廂2的當前位置Pcage是位置Psd，則在步驟S61到S64判定當前位置Pcage處於這些間隔當中的一個間隔內。
如圖6所示，虛線表示如果改變的服務樓層是「C」時，則轎廂的速度圖形被改變為減速圖形。即，為了使轎廂2準確地到達改變的服務樓層的位置「C」，則轎廂2的速度圖形必須在位置「a」被改變為減速圖形，並且間隔PS5的距離必須被改變為間隔PS2的新的距離T2′。
因此，如果在步驟S61轎廂2的當前位置Pcage處於間隔PS2內，則在步驟S62和S63當前間隔被改變為間隔PS3，並且把間隔PS6的距離T6設定為間隔PS2的改變的距離T2′，如圖6所示。
此外，如果在步驟S64判斷當前位置處於間隔PS4內，則間隔PS6的距離T6被設置和間隔PS2的距離T2相同，並在步驟S65和S66把當前間隔改變為間隔PS5。即，如果改變的服務樓層的位置是位置「d」，則位置Psg成為位置「b」。
因此，在電梯的常規的控制方法中，如果在電梯系統的操作期間改變位置誤差，則服務樓層的位置立即被重新設置，藉以使轎廂2向設置的服務樓層運動。
然而，電梯系統的常規的控制方法的問題在於，即使在轎廂開始減速之後發生同步位置誤差時，它也不能校正同步位置誤差。如圖8所示，在轎廂處於第一層的狀態下，如果在第六層發出層呼叫，則轎廂向上運動。此時，如果轎廂從第四層被減速，則在第五和第六層發生的同步位置誤差便不能被校正。此外，當轎廂以高速運動時，其中發生同步位置誤差的層數可以增加得更多。
此外，圖7說明電梯的另一種常規的位置控制方法的加速圖形，圖8說明在現有技術中存在的問題。
這裡給出了一種用於校正在減速圖形中發生的同步位置誤差的方法。
轎廂按照層呼叫或轎廂呼叫向服務樓層運動。此後，轎廂被減速，並且控制器在存儲器中存儲距離Psdn，其中的距離Psdn是根據考慮距離Psd和轎廂到達服務樓層的距離Psd的滑移而獲得的，從而通過使用距離Psdn計算關於前面樓層的值。這裡的前面樓層是轎廂由當前位置通過減速可以到達的樓層，並且根據滑移獲得的距離Psdn是通過使最大滑移距離和距離Psd相加獲得的。
如果轎廂的當前位置如圖8所示，則距離Psdn和距離Psdnl有關。此時，前面樓層是第六層。接著，如果從前面樓層即第六層發出呼叫，則前面樓層(第六層)的層高度值和距離Psdn進行比較。比較的結果，當距離Psdn大於前面樓層的層高度值時，換句話說，如圖8所示的距離Psdn成為距離PSdn2時，則轎廂以減速圖形運動，並且轎廂的操作圖形和位置「a」有關，如圖7所示。在轎廂被減速並且到達如圖7所示的位置「b」之後，轎廂的速度保持恆定。轎廂以勻速運動一段預定時間Tbc到達位置「C」。在位置「C」，如果位置檢測LD被啟動，則轎廂的速度被按照指數減少，並最終到達前面的層(第六層)。這裡Td表示減速間隔。
如上所述，在轎廂被減速之後，轎廂以勻速運動，從而能夠在減速間隔內校正同步位置誤差。即，如圖8所示，當轎廂通過第四第五層並且位置檢測器被啟動時，便可以校正同步誤差。
在常規的電梯的位置控制方法中，即使在減速間隔內也能校正同步位置誤差。然而，常規的電梯位置控制方法的問題在於，服務時間由於用於校正同步位置誤差的時間Tbc而被不利地延長了。此外，每個電梯系統的最大滑移距離必須被不同地獲得。
因而，本發明的目的在於提供一種能克服現有技術中的上述問題的電梯系統的位置控制方法。
本發明的另一個目的在於，提供一種改進的電梯系統的位置控制方法，當按照預定的速度圖形在電梯轎廂的運動期間發生同步位置誤差時，所述方法能夠更精確地校正同步位置誤差。
本發明的另一個目的在於，提供一種改進的電梯系統的位置控制方法，該方法能夠學習根據操作狀態因素例如重量、操作方向、運行距離以及電梯轎廂的操作速度而不同地發生的同步位置誤差，從而把這樣學習的同步位置誤差更新為初始同步位置誤差。
為達到上述目的，提供一種電梯系統的位置控制方法，包括第一步，每當位置檢測器被操作時就計算同步位置誤差，第二步，根據這樣計算的同步位置誤差控制電梯轎廂的位置，第三步，當轎廂到達服務層時根據轎廂的操作狀態在資料庫中存儲同步位置誤差，以及第四步，在轎廂操作期間提取在資料庫中存儲的同步位置誤差。
本發明的其它優點和目的與特點從下面的說明中將更加清楚地看出。
從下面給出的詳細說明以及僅以說明的方法給出的附圖中會更充分地理解本發明，這些說明和附圖並不限制本發明，其中圖1說明電梯系統的常規的位置控制裝置；圖2說明電梯轎廂的加速與時間之間的關係；圖3A到3D說明圖2中轎廂的4種加速圖形；圖4是說明在轎廂運行之前常規的電梯系統的位置控制裝置的操作控制器的速度圖形的操作方法流程圖；圖5是說明在轎廂運行之後常規的電梯系統的位置控制裝置的操作控制器的轎廂速度圖形的操作方法流程圖；圖6說明當改變的服務距離Pn比初始服務樓層距離短時轎廂的加速圖形；圖7說明常規的電梯位置控制方法的加速圖形；圖8說明現有技術中的問題；圖9說明在按照本發明的電梯系統的位置控制方法的位置檢測器操作期間計算同步位置誤差的方法的流程圖；圖10說明在按照本發明的電梯系統的位置控制方法中用於存儲學習的同步位置誤差的資料庫的結構；圖11是說明在按照本發明的電梯系統的位置控制方法中在轎廂到達服務層之後存儲計算的同步位置誤差的方法的流程圖；以及圖12是說明在按照本發明的電梯系統的位置控制方法中在轎廂操作期間提取在資料庫中存儲的同步位置誤差的方法的流程圖。
現在說明按照本發明的電梯系統的位置控制方法。
當安裝電梯系統時，每個樓層的樓層高度值被存儲，並計算當用戶從服務層登記一個呼叫時轎廂要運動的距離「dist」。接著，按圖4所示的順序計算速度圖形，然後開始轎廂的操作。
在開始操作轎廂之後，進行圖5所示的步驟。在步驟S51，根據位置檢測器3的操作計算位置誤差。現在參照圖9詳細說明該方法的操作。
在步驟S511，把位置檢測器3要被操作所通過的層高值設定為實際的位置「Posi」。如果轎廂正在向上運動，則在步驟S513按下式(8)計算實際位置「Posi」。
Posi＝Posi-0.125+轎廂的當前速度×位置檢測器的操作延遲時間……(8)如果轎廂正在向下運動，則在步驟S514按下式(9)計算實際位置「Posi」Posi＝Posi+0.125+轎廂的當前速度×位置檢測器的操作延遲時間……(9)其中位置檢測器的操作延遲時間是位置檢測器被操作的時間和來自位置檢測器的結果被輸入給操作控制器6的時間的差。0.125的值與擋板4的長度的一半有關。
接著，在步驟S515把通過從根據編碼器脈衝數計算的同步位置中減去實際位置「Posi」而獲得的值設定為同步位置誤差P_err。
如果轎廂的速度圖形小於PS4，則轎廂被判斷為當前正以加速或勻速操作，因而把誤差P_err在步驟S517設定為新的誤差acc_p_err。其中誤差值acc_p_err是在轎廂被減速之前的前一間隔期間獲得的誤差值。
與此相反，如果轎廂的速度圖形大於PS4，則轎廂被判斷為當前正以減速操作，因而在步驟S518存儲新的誤差dec_p_err。其中誤差dec_p_err通過從誤差p_err中減去誤差acc_p_err而獲得，並代表在減速間隔期間獲得的誤差值。
此外，在步驟S519，誤差P_err被設置為值OFFSET，從而完成圖9所示的處理。
因而，在本發明中，可以計算在加速和勻速間隔內獲得的誤差值，也可以計算在減速間隔內獲得的誤差值。
接著，和現有技術相同，進行圖5中的步驟S51到S59。
當轎廂到達服務樓層時，誤差值dec_p_err和acc_p_err被存儲在資料庫中。其中資料庫按圖10所示的幾個三維矩陣構成。
DecPosiErrIn T4[LOAD_CELL] [DIR_CELL][FLOOR_CELL]DecPosiErrIn30M [LOAD_CELL] [DIR_CELL][FLOOR_CELL]DecPosiEnIn60M [LOAD_CELL] [DIR_CELL][FLOOR_CELL]DecPosiEnIn420M [LOAD_CELL] [DIR_CELL][FLOOR_CELL]圖中，標號LOAD_CELL表示有關轎廂重量的記錄，包括12個單元，並且可以改變。此外，標號DIR_CELL表示關於轎廂的操作方向的記錄，包括兩個單元，FLOOR_CELL表示關於層數的記錄，包括從總的樓層中減去「1」所得到的單元數。其中每個單元的大小是一個字節。
此外，根據存在轎廂以最大速度運行的間隔(勻速間隔)的真實條件從多個三維矩陣中選擇一個三維矩陣，並把轎廂的最大速度根據30m/min的參考速度分成多個速度圖形。
因此，關於轎廂的誤差值的變量是最大速度，重量和轎廂的操作方向以及服務樓層數。
圖11是說明在按照本發明的電梯位置控制方法中在轎廂到達服務樓層之後，存儲計算的同步位置誤差的流程圖。
如圖所示，根據轎廂的狀態，確定資料庫的被訪問位置。
值「load」代表轎廂的重量值。在步驟S111中，如果操作方向是向上，則方向值「dir」被設為「0」，如果操作方向向下，則「dir」的值被設為「1」。此外，如果轎廂從第一層向第六層運動，則服務樓層間隔值「f」被設為5。此後，在步驟S112，計算轎廂的最大速度max_V。
接著，確定存儲這樣獲得的誤差值的資料庫單元。如果速度圖形PS4不為「0」，則在步驟S113把通過加誤差值acc_p_err和誤差值dec_p_err而獲得的值存儲在資料庫單元DecPosiErrInT4[load][dir][f]中。
如果速度圖形不是「0」，則根據最大速度max_V的值確定存儲誤差值(acc_p_err+dec_p_err)的資料庫單元DecPosiErrIn30M[load][dir][f]_DecPosiErrIn420M[load][dir][f]。
被存儲在每個資料庫單元的誤差值包括在勻速間隔和加速以及減速間隔內的誤差值。
此後，當轎廂接著再被操作時，存儲在資料庫單元中的誤差值便被提取。
即，如圖12所示，在和圖11所示的步驟S111和S112相同的步驟S121和S122中，獲得當前轎廂的重量「load」，方向「dir」，服務樓層數「f」和最大速度max_V。
接著，確定根據這樣獲得的值要被提取誤差值的資料庫單元。如果速度圖形PS4不為「0」，則在步驟S123中選擇資料庫單元DecPosiErrInT4[load][dir][f]，並提取在該單元中存儲的誤差值，並在步驟S124把通過從在減速間隔之前的間隔內獲得的誤差值acc_p_err中減去在單元DecPosiErrInT4[load][dir][f]中存儲的值所得到的值設為同步位置誤差P_err。
通過把設置的誤差值P_err改變為位置誤差值OFFSET進行位置控制。
此外，如果速度圖形PS4不是「0」，則在步驟S125和S127根據最大速度max_V選擇資料庫單元DecPosiErrIn30M[load][dir][f]-DecPosiErrIn420M[load][dir][f]，並在步驟S126和S128把通過從誤差值acc_p_err中減去在單元DecPosiErrIn30M[load][dir][f]-DecPosiErrIn420M[load][dir][f]中儲存的值所得的值設置為同步位置誤差P_err。
接著，獲得同步位置誤差P_err，並把誤差值P_err改變為位置誤差值OFFSET，從而按照常規技術進行位置控制操作。
在位置控制操作期間，進行圖11、圖12所示的處理，並連續更新在資料庫中存儲的值。
如上所述，按照本發明的電梯系統的位置控制方法，在資料庫中存儲誤差的情況下通過提取並使用按照轎廂的狀態存儲在資料庫中的誤差值，使得能夠考慮發生在轎廂被操作的整個間隔內發生的全部誤差按照速度圖形精確地控制位置控制操作，所述誤差根據轎廂的最大速度、重量和操作方向以及服務樓層數發生在轎廂被操作的整個間隔內。
雖然為了進行說明公開了本發明的最佳實施例，但本領域的技術人員應當理解，不脫離在權利要求中所述的本發明的範圍和構思，可以作出各種改型、增加和替代。
權利要求
1.一種用於電梯系統的位置控制方法，包括第一步，當電梯轎廂的位置檢測器被操作時計算同步位置誤差；第二步，根據所計算的同步位置誤差控制轎廂的位置；第三步，當轎廂到達服務樓層時根據轎廂的操作狀態在資料庫中存儲所計算的同步位置誤差；以及第四步，在轎廂的下一個操作期間提取存儲在資料庫中的同步位置誤差，並利用所提取的同步位置開始控制轎廂的下一操作，直到重複第一步為止。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述第一步包括下列步驟按照位置檢測器的操作計算轎廂的實際位置；根據實際位置和同步位置計算同步位置誤差；當轎廂在加速和在勻速下運動時，把同步位置誤差設為誤差值acc_p_err；以及當轎廂在減速下運動時，設置一個誤差dec_p_err，它是從同步位置誤差中減去誤差值acc_p_err而獲得的。
3.如權利要求2所述的方法，其中存儲在資料庫中的同步位置誤差是誤差值acc_p_err和誤差值dec_p_err的和。
4.如權利要求1所述的方法，其中在所述第三步中，根據轎廂的最大速度、重量以及操作方向和服務樓層數選擇資料庫的單元，並把同步位置誤差存儲在這樣選擇的資料庫單元中。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述資料庫構成多個三維的數據矩陣陣列。
6.如權利要求1所述的方法，其中在所述第四步中，根據轎廂的最大速度、重量和操作方向以及服務樓層數選擇資料庫單元，並從所選的資料庫中提取存儲的同步位置誤差。
7.如權利要求6所述的方法，其中所述提取的同步位置誤差是從誤差acc_p_err中減去資料庫單元的值所獲得的值。
全文摘要
一種電梯系統的位置控制方法，該方法能夠學習根據操作狀態因素如電梯轎廂的重量、操作方向、運行距離和操作速度而不同地發生同步位置誤差，從而更新所學習的同步位置誤差為初始同步位置誤差。該方法包括第一步，當電梯轎廂的位置檢測器被操作時計算同步位置誤差，第二步，根據所計算的誤差控制轎廂的位置，第三步，當轎廂到達服務樓層時，根據轎廂的操作狀態把同步位置誤差存儲在資料庫中，以及第四步，在轎廂的下一個操作期間提取存儲在資料庫中的同步位置誤差。
文檔編號B66B3/02GK1168346SQ9711003
公開日1997年12月24日 申請日期1997年3月13日 優先權日1996年3月13日
發明者高銀萬 申請人:Lg產電株式會社