(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911022047.7
(22)申请日 2019.10.25
地址 215213 江苏省苏州市吴江汾湖高新
技术产业开发区康力大道888号
(72)发明人 黄维纲 顾信鹏 徐苏生 陈羽波
许晨 秦成松
(74)专利代理机构 南京钟山专利代理有限公司
32252
代理人 金子娟
(51)Int.Cl.
B66B 11/02(2006.01)
(54)发明名称一种电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法(57)摘要本发明公开了一种电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，其特征在于，包括：电梯开闸后，控制系统进入无称重启动补偿算法，此时采用预设的大于常规运行的PI参数作为电机速度环的调节参数，当电梯由于不平衡力产生溜动时，记录 该初始位移方向；设置位移阀值及速度阀值，当电梯位移幅值超过该位移阀值或速度阀值时，朝电梯移动的相反方向补偿不平衡力矩，以尽快阻止电梯朝该方向的移动。由于该位移阀值及速度阀值很小，能够迅速生成预补偿力矩，使得随后的PI控制器需要补偿的范围减小，启动的舒适感更加良好，同时在无称重启动过程中，电梯一旦发生与初始运动相反的运动时，适当减小启动的I值， 降低启动振动的可能性。权利要求书2页 说明书7页 附图2页CN 110803600 A 2020.02.18
C N 110803600
A
1.一种电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，所述的电梯的电机采用正余弦编码器测量转子转速及位置，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤1，电梯开闸启动前，根据编码器的采样值，记录当前电梯的位置状态Pos0；
步骤2，电梯开闸后，控制系统进入无称重启动补偿算法，此时系统指令速度稳定在零速，采用预设的PI参数作为电机速度环的调节参数，将该预设的PI参数分别记为P0、I0，将该电梯平稳运行阶段的PI参数记为P3、I3，所述P0的取值为P3值的1～3倍，I0的取值为不小于I3值的10倍；
步骤3，当电梯的当前位置状态P now与电梯初始位置状态Pos0不一致时，记录电梯初始位移方向；
为防止误动作，所述初始位移方向按下述方式中的任一种确定：
3.1)设置第一位移阀值Value1和第一速度阀值Speed1，当电梯位移幅值超过该第一位移阀值Value1，电梯有持续向上或向下的超过第一速度阀值Speed1的速度，且位移及速度方向一致时，确定电梯当前的位移方向为初始位移方向；
3.2)设置第二位移阀值Value2，该值大于第一位移阀值Value1，当电梯位移幅值超过该第二位移阀值Value2，确定电梯当前的位移方向为初始位移方向；
3.3)设置第二速度阀值Speed2，该值大于第一速度阀值Speed1，当电梯有持续向上或向下的超过第二速度阀值Speed2的速度，确定电梯当前的位移方向为初始位移方向；
步骤4：根据初始位移方向，对电机朝该方向的相反方向补偿预设的力矩Tq0，以尽快阻止电梯朝该方向的移动；
步骤5，在电梯出现与步骤3判断的初始位移方向相反的运动前，步骤2的预设PI参数P0、I0始终起作用，当电梯出现与初始位移方向相反的运动时，表明力矩补偿过大，将PI参数中的I增益从I0减小至I1，以减小位置超调。
2.如权利要求1所述的电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，其特征在于，所述第一位移阀值Value1
的取值为正余弦编码器输出细分前的1/4～1/2个正弦或余弦波所对应的电梯位移距离，所述第一速度阀值Speed1的取值为2～5mm/s。
3.如权利要求1或2所述的电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，其特征在于，所述二位移阀值Value2的取值为正余弦编码器输出细分前的2个正弦或余弦波所对应的电梯位移距离。
4.如权利要求1或2所述的电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，其特征在于，所述第二速度阀值Speed2的取值为1.5～3倍。
5.如权利要求1或2所述的电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，其特征在于，所述补偿的预设力矩Tq0为：1/3～1/2倍的电梯对重与空载轿厢的不平衡力矩Tq1；所述的减小后的I1增益为I0增益的1/2～1/4。
6.一种电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，所述的电梯电机采用光电脉冲编码器测量转子转速及位置，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤1，电梯开闸启动前，根据编码器的采样值，记录当前电梯的位置状态Pos0；
步骤2，电梯开闸后，控制系统进入无称重启动补偿算法，此时采用预设的PI参数作为电机速度环的调节参数，该预设的PI参数分别记为P0、I0，将该电梯平稳运行阶段的PI参数记为P3、I3，所述P0的取值
为P3值的1～3倍，I0的取值为不小于I3值的10倍；
步骤3，当电梯的当前位置状态P now与电梯初始位置状态Pos0不一致时，记录电梯初始位移方向；
所述初始位移方向按下述方式确定：
设置第三位移阀值Value3，当电梯位移幅值超过该第三位移阀值Value3时，确定电梯当前的位移方向为初始位移方向；
步骤4，根据初始位移方向，对电机朝该方向的相反方向补偿预设的力矩Tq0，以尽快阻止电梯朝该方向的移动；
步骤5，在电梯出现与步骤3判断的初始位移方向相反的运动前，步骤2中预设的PI参数P0、I0始终起作用，并持续记录电梯位移值，当电梯达到最大的倒溜位移值Pmax时，若电梯出现与初始位移方向相反的运动，且与Pmax比较，该相反的运动位移幅值超过所述第三位移阀值Value3，表明力矩补偿过大，此时将PI参数中的I增益由I0减小至I1，以减小位置超调；
步骤6，当电梯反向位移结束，再有一次与初始位移方向相同的正向振动，且该正向振动的位移超过第三位移阀值Value3，表明反馈系统发生震荡，再次将I增益减小至I2，以减小振动。
7.如权利要求6所述的电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，其特征在于，所述第三位移阀值Value3的取值为脉冲编码器输出一个完整波形所对应的电梯位移距离。
8.如权利要求6所述的电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，其特征在于，在启动过程中对编码器位置的采样，进行滤波处理：保证在电梯处于最大倒溜速度的情况下编码器每次采样值的变化量不超过1，否则按干扰处理，丢弃该采样值。
9.如权利要求6所述的电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，其特征在于，所述的补偿预设的力矩Tq0为：1/3～1/2倍的电梯对重与空载轿厢的不平衡力矩Tq1。
10.如权利要求6所述的电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，其特征在于，所述的减小后的I1增益为I0增益的1/2，所述的减小后的I2增益为I0增益的1/4。
一种电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法
技术领域
[0001]本发明涉及电梯控制技术领域，特别是一种无称重传感器的电梯启动控制方法。
背景技术
[0002]在电梯系统中，电梯轿厢及对重通过钢丝绳悬挂在曳引机的曳引轮上。对重和轿厢负载一般不相等。电梯在运行前，当曳引轮上的抱闸装置打开，对重和轿厢在曳引轮上会产生不平衡转矩，从而造成溜车，影响乘梯的舒适感。为了使轿厢在抱闸打开时维持静止，曳引机应该输出与负载转矩大小相等的电磁转矩以维持系统的平衡，在维持系统平衡的过程中，电机的速度给定始终为0，在轿厢和配重平衡后，零速给定阶段结束，电机开始按给定的速度曲线运行，轿厢在曳引机的拖动下运行。
[0003]目前，一般有两种方法用来维持电梯系统运行前的平衡：一种是在电梯中加入模拟称重传感器，使得控制系统在电梯松闸以前就检测出电梯的负载情况，从而在抱闸松闸以前就给出补偿力矩。这样抱闸装置打开后电梯轿厢和对重处于平衡状态，不发生倒溜；另一种方法不采用称重传感器，而是采用编码器来获取曳引机转子的速度及位置信息，对曳引机进行速度控制，在系统响应足够快和反馈精度足够高的情况下，能使电梯系统在很短的时间内达到平衡状态，且位移足够小，不影响乘梯舒适感。
[0004]安装称重传感器的方式不仅会增加系统的成本，同时增加调试的工作量，并且会降低系统的可靠性；而采用编码器的方式，采用常规的PI控制算法，要在短时间内使电梯达到平衡，且位移足够小，并且能够适应所有规格的主机及编码器，仍然是极大的挑战。[0005]在电梯控制领域中，如何进一步提高无称重启动性能是很多企业研究的方向，如申请号CN201110040673.6的专利申请文献所公开的技术方案，通过编码器位移的变化量来加载补偿转矩，但其快速性仍难以保证；申请号为CN201310169227.4的专利申请文献所公开的技术方案，其还要检测和控制抱闸电流大小，系统复杂化了，成本也会增加；
申请号为CN201310444642.6的专利申请文献所公开的无称重传感器自适应启动转矩补偿方法，其通过测得位置、速度和加速度之后利用到模糊控制来进行补偿转矩计算，方法实现比较复杂；申请号CN201610134676.9及申请号CN201810028112.6的专利申请文献所公开的无称重启动方案，本质上都是一种变PI参数的调节方法，通过反馈结果进行力矩补偿，需要补偿的不平衡力矩范围较宽，对于一些极端情况难以做到快速的补偿，启动时人体仍能感觉到倒溜。
发明内容
[0006]本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种电梯专用无称重启动力矩补偿方法，可以做到迅速平衡电梯由于松闸导致的轿厢与对重之间的不平衡力矩引起的倒溜。
[0007]为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：
[0008]方案一:
[0009]一种电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，所述的电梯的电机采用正余弦编
码器测量转子转速及位置，其特征在于，它包括以下步骤：
[0010]步骤1，电梯开闸启动前，根据编码器的采样值，记录当前电梯的位置状态Pos0；[0011]步骤2，
电梯开闸后，控制系统进入无称重启动补偿算法，此时系统指令速度稳定在零速，采用预设的PI参数作为电机速度环的调节参数，将该预设的PI参数分别记为P0、I0，将该电梯平稳运行阶段的PI参数记为P3、I3，所述P0的取值为P3值的1～3倍，I0的取值为不小于I3值的10倍；
[0012]步骤3，当电梯的当前位置状态P now与电梯初始位置状态Pos0不一致时，记录电梯初始位移方向；
[0013]为防止误动作，所述初始位移方向按下述方式中的任一种确定：
[0014] 3.1)设置第一位移阀值Value1和第一速度阀值Speed1，当电梯位移幅值超过该第一位移阀值Value1，电梯有持续向上或向下的超过第一速度阀值Speed1的速度，且位移及速度方向一致时，确定电梯当前的位移方向为初始位移方向；
[0015] 3.2)设置第二位移阀值Value2，该值大于第一位移阀值Value1，当电梯位移幅值超过该第二位移阀值Value2，确定电梯当前的位移方向为初始位移方向；
[0016] 3.3)设置第二速度阀值Speed2，该值大于第一速度阀值Speed1，当电梯有持续向上或向下的超过第二速度阀值Speed2的速度，确定电梯当前的位移方向为初始位移方向；[0017]步骤4：根据初始位移方向，对电机朝该方向的相反方向补偿预设的力矩Tq0，以尽快阻止电梯朝该方向的移动；
[0018]步骤5，在电梯出现与步骤3判断的初始位移方向相反的运动前，步骤2的预设PI参数P0、I0始终起作用，当电梯出现与初始位移方向相反的运动时，表明力矩补偿过大，将PI 参数中的I增益从I0减小至I1，以减小位置超调。
[0019]作为优选，所述P0的取值为P3值参数的2倍，I0的取值为不小于I3值参数的16倍；[0020]进一步的，对于所有的位移幅值超过位移阀值或电梯速度超过速度阀值的情况，均需作滤除干扰的滤波或多次确认处理。
[0021]作为优选，所述第一位移阀值Value1的取值为正余弦编码器输出细分前的1/4～1/2个正弦或余弦波所对应的电梯位移距离，所述第一速度阀值Speed1的取值为2～5mm/s。[0022]作为优选，所述第二速度阀值Speed2的取值为1.5～3倍。
[0023]作为优选，所述补偿的预设力矩Tq0为：1/3～1/2倍的电梯对重与空载轿厢的不平衡力矩Tq1。
[0024]作为优选，所述的减小后的I1增益为I0增益的1/2～1/4。
[0025]方案二：
[0026]一种电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法，所述的电梯电机采用光电脉冲编码器测量转子转速及位置，其特征在于，它包括以下步骤：
[0027]步骤1，电梯开闸启动前，根据编码器的采样值，记录当前电梯的位置状态Pos0；[0028]步骤2，电梯开闸后，控制系统进入无称重启动补偿算法，此时采用预设的PI参数作为电机速度环的调节参数，该预设的PI参数分别记为P0、I0，将该电梯平稳运行阶段的PI 参数记为P3、I3，所述P0的取值为P3值的1～3倍，I0的取值为不小于I3值的10倍；
[0029]步骤3，当电梯的当前位置状态P now与电梯初始位置状态Pos0不一致时，记录电梯初始位移方向；
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