運輸系統參數的適配的製作方法

2023-12-03 14:16:51 2

專利名稱：運輸系統參數的適配的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於適配運輸系統參數的配置和方法。參數的適配使用運輸系統的功 率模型來實現。
背景技術：
在諸如升降機系統的運輸系統中，需要識別一些系統參數用於控制和維護等。傳 統地，通過計算或測試來確定系統參數。然而，這樣的方法伴隨有導致確定不準確的問題。 例如，升降機系統測量中的誤差將妨礙升降機的控制。說明書EP1361999通過使用關於每個升降機轎廂的特定能量消耗文件描述升降 機組中的呼叫分配。說明書US5157228描述用於學習升降機控制調整參數的方法。

發明內容
本發明的目的是公開用於通過使用描述運輸系統中功率通量的特定功率模型來 適配運輸系統的參數的配置和方法。當根據本發明適配運輸系統參數時，僅使用少量的測 量數據就可以對甚至大量的參數進行適配。本發明還使得在參數適配中實現比現有技術更 好的精確性。本發明的用於在運輸系統中適配參數的配置的特徵在於權利要求1的特徵部分 中陳述的內容。本發明的用於適配運輸系統參數的方法的特徵在於權利要求8的特徵部分 中陳述的內容。本發明的其它方面的特徵在於其它權利要求中公開的內容。本發明的實施 例還呈現在本申請的說明書部分。除了下面的權利要求中限定的之外，在本申請中公開的 創造性內容還可以以其它方式進行限定。本發明內容還可包括多個單獨的發明，特別是如 果根據明確的或隱含的子任務，或相對於實現的優點或優點集合來考慮本發明的話。在此 情況下，從單獨的發明構思的觀點出發，包括在下面的權利要求中的一些特徵可能是多餘 的。根據本發明的運輸系統可以是例如升降機系統、吊車系統、自動扶梯系統或滑動 人行道系統。根據本發明的用於適配運輸系統中的參數的配置包括功率模型，該功率模型包括 描述運輸系統中功率通量的大量參數。所述配置包括值被確定的至少第一和第二輸入參 數，並且使用至少第一輸入參數來更新所述功率模型。該配置還包括至少一個狀態參數，該 狀態參數的值至少使用更新的功率模型和第二輸入參數來適配。參數的適配涉及修改至少一個狀態參數，以使得用某些優化標準來調整功率模 型。輸入參數涉及這樣的參數，用於該參數的數據例如通過讀取從運輸系統中確定。這些 參數例如可包括升降機的牽引滑輪的旋轉速度或升降機轎廂的加速度，這些參數例如可從 附著到升降機的馬達軸或牽引滑輪的編碼器中測量得到，或從安裝在升降機轎廂的頂部上 的加速度傳感器中測量得到。輸入參數例如還可包括測量的馬達饋送功率數據，該數據例如從馬達電流和電壓中測量得到。類似地，「狀態參數」涉及描述運輸系統的參數，但該參數 的值還沒有從運輸系統中確定。狀態參數可以是可鎖定的，在此情況下，僅對於那些沒有被 鎖定的參數進行參數適配。在適配過程中，鎖定的參數保持不變。在本發明的實施例中，根 據本發明的相同功率模型還可用於多個不同參數適配處理，其中，輸入參數在另一適配處 理中可以起狀態參數的作用，反之亦然。在本發明的實施例中，對於輸入參數同時讀取瞬時 值，並且已經同時地讀取的參數形成參數要素的連續集合，在該集合中參數彼此對應。在根據本發明的用於適配運輸系統的參數的方法中，功率模型配置；描述運輸系 統中的功率通量的參數適合於功率模型；確定運輸系統的至少第一和第二輸入參數；基於 由此確定的至少第一輸入參數來更新功率模型；以及使用更新的功率模型和第二輸入參數 來更新運輸系統的至少一個狀態參數。通過本發明實現的優點包括下面優點中的至少一個優點-由於通過使用基於第一輸入參數而更新的功率模型，以及通過使用單獨確定的 第二輸入參數，運輸系統的狀態參數被適配，因此，可以通過修改狀態參數來向著從第二輸 入參數導出的功率值調整功率模型，由此狀態參數值同樣得以調整。-因為在該功率模型中，運輸系統的不同部分中的功率通量以鏈的方式被建模，使 得在運輸系統內的某點處的功率通量取決於運輸系統的其它部分中的功率通量，因此功率 模型可用於適配運輸系統的不同部分中的多個運輸系統參數，而不是必須要求來自運輸系 統的所有這些部分反饋的測量，因而簡化了配置。-在基於馬達驅動器和運輸設備之間的機械連接點處的功率通量已經進行參數適 配之後，可以例如基於馬達功率輸入的測量和馬達驅動輪的運動的測量來適配參數。-如果通過測量，例如在升降機系統中通過升降機轎廂負載的測量、升降機繩索滑 動的測量或升降機轎廂和導軌之間摩擦的測量，已經預先選擇運輸系統狀態參數，那麼經 由根據本發明的參數適配可以減小測量誤差。-通過計算而預先選擇的運輸系統狀態參數，例如升降機繩索的繩索常數或繩索 負載的不均衡，同樣可以以本發明中描述的方式來調整。-根據本發明適配的升降機系統狀態參數例如可以用於供應到升降機馬達的功率 的控制中，因此基於這些升降機系統狀態參數可以確定諸如頻率轉換器的功率控制器的控 制參數，例如力矩前饋。_本發明的功率模型還可應用在例如升降機系統的交通控制中。因此，由功率模型 確定的升降機系統的功率消耗可以例如用作升降機呼叫的分配中的標準。由於功率模型中 的參數現已根據本發明進行適配，因此前述交通控制也更為精確。-因為根據本發明在運輸系統的使用壽命期間能夠重新適配狀態參數，因此可以 通過更新狀態參數值將如由於運輸系統的磨損導致的改變納入考慮。另一方面，這還使得 能夠從狀態參數中的改變來觀察運輸系統的狀態，並且該信息能夠例如用於維護。-通過將藉助於功率模型確定的參數與基於實際測量結果的參數進行比較，本發 明的功率模型能夠用於監控升降機系統。


在下文中，將參考附圖來詳細描述本發明，其中
圖1表示根據本發明的升降機系統功率模型。圖2表示根據本發明的用於升降機系統中的參數適配的配置。圖3表示根據本發明的描述馬達效率的功率模型。圖4表示根據本發明的描述馬達功率提供裝置的效率的功率模型。圖5表示根據本發明的實施例。
具體實施例方式圖1示出表示根據本發明的升降機系統功率模型的框圖。在該功率模型中，藉助 於升降機系統參數2、3、4、13來描述升降機系統中的功率通量。功率從電源27提供給升降 機系統，在該例子中電源是網絡供應，但電源例如還可以是發電機。馬達功率提供裝置14、 升降機控制面板29和照明設備30接收從電源27提供給它們的功率。馬達驅動器包括描 述馬達功率提供裝置14和升降機馬達15中的功率通量的塊。升降機轎廂、配重和升降機 繩索形成描述升降機井機構中的功率通量的塊17。功率從升降機牽引滑輪16經由升降機 繩索流到升降機井機構。用於馬達驅動器的輸入功率9通過馬達功率提供裝置14提供給升降機馬達15。 馬達功率提供裝置傳送輸入功率9，以根據其效率(nD)用作馬達提供功率3，但是一些輸 入功率轉化成熱18。一定比例的馬達提供功率3需要作為磁化功率(Pfcg)。另外，一些功 率在馬達線圈中由於電阻損耗和例如由於渦流而被耗散。該功率耗散轉化成熱18。馬達 在其效率(nMi)下將功率經由升降機繩索而傳送給升降機井機構17，該升降機繩索機械連 接到驅動輪16。從馬達驅動器和該機構之間的該連接點5，功率通過升降機繩索進一步傳 送，由於升降機繩索在牽引滑輪上滑動，一些功率轉化成熱18(P(o))。對於傳遞到升降機 井機構17的功率28，一部分由於升降機井中的摩擦(Fw)而轉化成熱，一部分被存儲作為 由升降機繩索的彈性常數(K唚)確定的彈簧中的勢能，並且一部分作為基於升降機繩索的 慣量KKSi*j的動量的動能。能量還存儲作為升降機轎廂、升降機轎廂負載和配重的動能以 及勢能。圖2表示根據本發明的用於升降機系統參數的適配的配置。該配置包括功率模型 1，該功率模型包括描述運輸系統中的功率通量的大量參數2、3、4和13。在該配置中，第一 輸入參數2包括表示升降機馬達的旋轉速度的數據，根據該數據經由求導獲得升降機馬達 加速度數據，並且經由積分獲得驅動輪位置改變數據。第二輸入參數3包括相應於速度數 據2的升降機馬達提供功率，並且第三輸入參數13包括相應於零速度的升降機馬達磁化功 率。輸入參數的數據被同時讀取並存儲作為參數集合。讀取操作以規則的間隔重複，因此 形成其值被存儲的連續的參數集合。通過沿重負載和輕負載的方向，即沿與升降機井相反的方向，至少兩次連續地運 行升降機而操作升降機，並且讀取輸入參數。通過升降機馬達速度數據以及與零馬達速度 相應的升降機馬達磁化功率更新功率模型，估計馬達驅動器和機械連接到該馬達驅動器的 運輸設備之間的連接點5處的功率通量，其中這些數據項已經被讀取。由此產生的功率估 計6與前述連接點5處的從升降機馬達提供功率3導出的相應功率通量值7進行比較。通 過使用完全已知的成本函數25、26來適配功率模型的選取的狀態參數4，選取的狀態參數4 被修改，使得在連接點5處的功率通量的估計6接近從升降機馬達的提供功率3導出的功率通量值7。現確定估計的功率6和從馬達提供功率導出的功率7之間的差別8，成本函數 25,26傾向於通過適配選取的非鎖定的狀態參數4來最小化該差別8。同時，調整可適配參 數的值。通過使用描述馬達效率和牽引滑輪的模型25，連接點5處的馬達功率通量7已經 從馬達提供功率3導出。圖2示出了下列狀態參數4 馬達效率12、馬達磁化常數Kmg、升降 機轎廂質量10、升降機慣性質量19、升降機井摩擦20、升降機繩索的繩索常數21以及升降 機井中作為位置的函數22的升降機系統平衡位置的變化。圖3表示描述馬達效率的功率模型。效率涉及馬達的提供功率3和輸出功率28 之間的關係。馬達提供功率3作為磁化功率13、馬達摩擦損耗、磁線圈中的銅損耗而消耗，以及 作為渦流，即作為馬達中的內部損耗31，以及作為由於繩索在牽引滑輪上的滑動導致的損 耗而消耗。這些繩索滑動損耗可以表示為與驅動輪功率PMtw34成正比的組分33 (i-n0)PMtw。圖4表示描述馬達功率提供裝置的效率的功率模型。在該功率模型中，根據功 率傳送的方向以這樣的方式單獨確定效率，即以效率nDFTO將功率從電源Pd27提供到馬達 PM15，其中 以及以效率nD■將功率從馬達提供到電源，其中nDrev =式 °從塊輸入效率n i、輸入功率pin和初始功率值h，通過線性適配條件，可以更新功 率模型塊中的輸出功率p。ut: 使用輸入效率n」輸入功率pin和初始功率值p。，可以再次適配功率模型塊的內部 效率n
p 圖5表示本發明的實施例，其中轎廂負載稱重裝置的增益及其零誤差的數量被確 定。升降機轎廂的負載稱重裝置用於升降機轎廂中負載Q例如乘客的總質量的測量。負載 稱重裝置是例如基於應變計的測量配置，其中與轎廂負載Q成正比的應變計信號被放 大且轉換成例如升降機控制系統中的數字測量信號。Q可以從下面的等式中計算出Q = G*ulwd+0，其中，G是轎廂負載信號增益，並且0是零偏移。由於本發明還能夠用於轎廂負載 Q的估計，因此可以通過使用該功率模型，根據在升降機操作期間，優選地在正常運輸操作 期間，轎廂負載稱重裝置的相應測量信號和估計的轎廂負載Q，生成測量對。在根據圖 5的例子中，功率模型使用轎廂加速度a (t)作為第一輸入參數，並且使用馬達的銅損耗Peu 作為第二輸入參數。參數集合Pl(_)分配給功率模型，所述參數集合包括Q的計算中所需 的狀態參數，這些狀態參數例如通過升降機的測試操作已經被確定。從優化器獲得參數集 合P0( )，該參數集合P0( )包括轎廂負載Q或與該負載成正比的數量的估計，並且基於該參數集合P0(O可以計算Q的值。在已經收集足夠數量的測量對Q和之後，可以使 用線性衰減計算增益G和零偏移0值。本申請使得可以自動地校準從轎廂負載稱重裝置獲 得的測量。來自轎廂負載稱重裝置的測量信號還可定期被修正，例如每隔一天，這將改善乘 坐的舒適性等，因為升降機控制系統從轎廂負載稱重裝置中接收關於升降機轎廂中的負載 的精確數據。而且，能夠快速地檢測出測量的和估計的轎廂負載的突然差別或者轎廂負載 稱重裝置的增益和/或零偏移的改變，並且該信息可以例如用於指示故障情形，以及一般 地用於監控升降機系統。通過基於長時的對例如維護中心的增益和零偏移值進行統計，可 以對升降機系統所需的維護做出推論。 本發明並不專門限制到上述實施例例子，而是可以在權利要求限定的發明構思的 範圍內進行許多變化。
權利要求
一種用於運輸系統中參數的適配的配置，所述配置包括功率模型(1)，所述功率模型包括描述所述運輸系統中的功率通量的大量參數(2、3、4、13)，其特徵在於，所述配置包括至少第一輸入參數(2)和第二輸入參數(2)，所述第一輸入參數和第二輸入參數的值被確定，至少使用所述第一輸入參數(2)來更新所述功率模型(1)，並且所述配置包括至少一個狀態參數(4)，所述至少一個狀態參數的值通過至少使用更新的功率模型(1)和所述第二輸入參數(3)來適配。
2.根據權利要求1所述的配置，其特徵在於，對於所述運輸系統中至少一個點(5)處的 功率通量，使用所述功率模型估計第一值(6)，從前述第二輸入參數(3)中導出與所述第一 值(6)相應的第二值(7)，並且基於前述第一功率通量值(6)和第二功率通量值(7)之間的 偏差(8)，適配所述運輸系統的狀態參數(4)中的至少一個狀態參數。
3.根據權利要求1所述的配置，其特徵在於，所述運輸系統包括運輸設備和機械地連 接到所述運輸設備的馬達驅動器，對於所述馬達驅動器和運輸設備之間的連接點(5)處的 功率通量，使用所述功率模型來估計第一值(6)，並且對於所述連接點處的功率通量，從所 述第二輸入參數中導出第二值(7)，並且基於前述第一功率通量值和第二功率通量值之間 的偏差(8)，適配所述運輸設備的至少一個狀態參數(4)。
4.根據前述權利要求中任一項所述的配置，其特徵在於，通過適配所述至少一個狀態 參數(4)的值，適配前述第一功率通量值(6)以向著前述第二功率通量值(7)來進行修改。
5.根據前述權利要求中任一項所述的配置，其特徵在於，所述運輸系統是升降機系統， 並且所述升降機系統的前述輸入參數(2、3、13)包括下列參數中的至少一個-馬達驅動器輸入功率(9)； -馬達提供功率(3)； -馬達的驅動輪的運動(2)； -升降機轎廂的運動； -在零速度(13)時馬達的磁化功率。
6.根據權利要求5所述的配置，其特徵在於，所述升降機系統的前述狀態參數(4)包括 下列參數中的至少一個-升降機轎廂負載(24)；-升降機轎廂的質量(10)；-配重的質量(11)；_馬達效率(12)；-馬達功率提供裝置(14)的效率；-升降機慣性質量(19)；_升降機井摩擦(20)；-升降機繩索的彈性常數(21)；_升降機系統平衡誤差(22)；-升降機繩索在驅動輪上的滑動(23)。
7.根據權利要求5或6所述的配置，其特徵在於，所述運輸系統狀態參數(4)基於系統 構造而被預先選擇，所述第一輸入參數(2)包括瞬時升降機馬達運動數據，所述第二輸入 參數(3)包括與所述瞬時升降機馬達運動數據(2)相應的瞬時升降機馬達提供功率，所述第三輸入參數包括與所述升降機馬達的零速度相應的瞬時磁化功率(13)，通過應用使用所 述升降機馬達運動數據(2)、所述升降機馬達磁化功率(13)和前述狀態參數(4)的所述功 率模型，估計由所述升降機馬達驅動輪傳送的功率的且與所述升降機馬達動作數據(2)相 應的第一值(6)，從與所述瞬時升降機馬達運動數據(2)相應的提供功率(3)導出用於通過 所述升降機馬達驅動輪傳送的功率的第二值(7)，並且通過進一步適配至少一個預先選擇 的參數(4)，向著前述第二功率通量值(7)修改前述第一功率通量值(6)。
8.一種用於適配運輸系統的參數的方法，在所述方法中 -功率模型(1)應用到配置中，_描述運輸系統中的功率通量的參數(2、3、4)應用到所述功率模型中， 其特徵在於，-確定至少第一運輸系統輸入參數(2)和第二運輸系統輸入參數(2)； -基於由此確定的至少第一輸入參數(2)更新所述功率模型(1)； -至少使用更新的所述功率模型和所述第二輸入參數(3)適配至少一個運輸系統狀態 參數⑷。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，-使用所述功率模型，估計第一值(6)用於運輸系統中至少一個點(5)處的功率通量； _與所述第一值(6)相應的第二值(7)從所述第二輸入參數被導出用於所述運輸系統 中前述至少一個點處的功率通量；_基於前述第一功率通量值和第二功率通量值之間的偏差(8)，適配運輸系統的至少 一個狀態參數(4)。
10.根據權利要求8或9所述的方法，其特徵在於，-至少一個狀態參數(4)的值被適配以使得由此向著前述第二功率通量值(7)修改前 述第一功率通量值(6)。
11.根據權利要求7或8所述的方法，其特徵在於， -升降機系統作為感興趣的運輸系統而被應用； -預先選擇升降機系統狀態參數(4)；_所述升降機沿重負載和輕負載的方向運行，並且至少讀取升降機馬達(15)運動數據 (2)、與所述升降機馬達運動數據(2)相應的瞬時提供功率(3)以及與升降機馬達的零速度 相應的馬達磁化功率(13)；-基於預先選擇的狀態參數、測量的升降機馬達驅動輪速度數據和馬達磁化功率 (13)，通過第一值(6)示出升降機馬達驅動輪處的功率通量；一基於測量的升降機馬達提供功率(3)，導出與所述第一功率通量值(6)相應的用於 升降機馬達驅動輪處的功率通量的第二值(7)；-通過更新至少一個預先選擇的狀態參數(4)，前述第一功率通量值被適配成基本上 與前述第二功率通量值相應的值。
12.根據前述權利要求中任一項所述的配置或方法，其特徵在於，所述參數(2、3、4)中 的至少一個參數包括大量相互連續的參數要素，並且至少一個前述功率通量值(6、7)包括 與參數要素值相應的大量相互連續的功率值。
13.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，通過使用所述功率模型確定升降機系統的轎廂負載稱重裝置的增益G和/或零偏移O。
14.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，通過短期和/或長期監控轎廂負載稱 重裝置的增益和/或零偏移O中出現的改變，監控轎廂負載稱重裝置，以檢測故障情形和/ 或確定維護需求。
全文摘要
本發明涉及用於運輸系統中參數的適配的配置和方法。本發明的配置包括功率模型(1)，其中，運輸系統中的功率通量藉助於運輸系統參數(2、3、4、13)來描述，該運輸系統參數包括輸入參數(2、3、13)和狀態參數(4)。該配置還包括至少第一輸入參數(2)和第二輸入參數(2)的確定，並且基於至少第一輸入參數(2)更新該功率模型(1)。至少使用更新的功率模型(1)和由此確定的第二輸入參數(3)來適配至少一個運輸系統狀態參數(4)。
文檔編號B66B1/30GK101855156SQ200880115279
公開日2010年10月6日 申請日期2008年11月10日 優先權日2007年11月14日
發明者佩卡·佩萊拉, 塔皮奧·蒂尼 申請人:通力股份公司