高速电梯水平振动主动控制研究.pdf

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1、２０１５年第１４期（总第１６７期）江西建材工程管理高速电梯水平振动主动控制研究■甘若渊■亚洲富士长林电梯有限公司，江西新余３３８０００摘要：本文首先分析了电梯导轨对各导靴的作用力，然后设计了液压主动导靴采用模糊控制器进行控制，最后通过仿真对比主动控制和被动控制这两种控制方式的效果，得出了主动控制能够有效降低水平振动的结论。关键词：高速电梯水平振动主动控制１引言伴随着我国社会经济和技术的快速发展，大部分建筑安装了电梯给人们的生活带来很大方便。随着我国经济的不断发展城市中的高楼拔地而起，其中高速电梯成为这些大厦不可或缺的部分。对高速电梯水平振动问题的研究对提高高速电梯的运行安全和乘客

2、的舒适度具有重要意义。本文针对高楼中高速电梯水平振动问题进行了研究，分析了电梯导轨对各导靴的作用力，接着采用主动控制策略对高速电梯进行模糊电气控制，建立了控制模型并进行了仿真分析。图２高速电梯导轨和导靴的接触模型２电梯导轨对各导靴的作用力分析通过上图２可知，高速电梯的导靴受力方向是沿着ｚ方向的，并且高速电梯是非常复杂的多体运动系统，其结构图如图１所示，电梯电梯导轨和导靴之间的接触面上单位长度所受到的力可通过下式（１）桥厢发生水平振动的诱因有很多种，其中电梯的导向系统对电梯的水计算出来平振动影响最大。电梯的导向系统由导靴和导轨两部分组成，导靴一ＦＰ＝（１）般安装在电梯导轨支架的两侧

3、，高速电梯的导靴一般使用滚动式导靴。Ｌ上式（１）中Ｌ代表圆柱体轴线方向的长度，Ｆ代表圆柱体上受到的总负荷。３高速电梯水平振动主动电气控制设计根据上文中高速电梯导靴和导轨接触的模型，本文设计了基于液压作动器的电梯主动导靴，然后采用模糊控制实现对电梯的主动电气控制达到降低高速电梯水平振动的目的。如下图３所示为液压主动导靴导轮的结构图，以液压油缸为主动导靴的执行机构，液压油缸安装在导靴支架与导轮的支撑摇臂之间，替代被动导靴中的减振弹簧。以高速开关阀作为控制阀，通过阀的开启和关闭来控制油缸内的油压。系统的控制机理为恒压力控制，当电梯沿着平直的理想导轨运行时，可以通过液压装置保证导轮与导轨

4、的紧密接触，同时使电梯轿厢免受导轨不平度的影响而达到减振的目的。为了吸收及消除压力脉动，提高液压系统的性能，每一液压油缸连接了一个蓄能器。图１高速电梯结构图研究表明高速电梯的水平振动幅度和电梯的速度成正比例关系，并且在高速电梯中导轨的激励状态是影响电梯振动的关键因素之一。高速电梯中导轨对电梯桥厢的激励主要受电梯导轨的弯曲程度、施工图３液压主动导靴导轮结构图本文在采用液压主动导靴减缓高速电梯振动的基础上采用模糊控工艺误差和接头间隔距离等因素影响。在对高速电梯的水平振动问题制算法对液压系统进行电气控制从而进一步减低电梯水平振动程度。进行仿真时，一般会在电梯桥厢上加上短脉冲、阶跃、三角

5、等激励，这种因为液压控制系统属于非线性的控制系统，一般的控制方法不能取得仿真方式有较高的仿真效果，但是依然存在很多问题需要改进。本文较好的效果，而模糊算法可以实现输入和输出变量的模糊化，并且具有针对现阶段高速电梯水平振动仿真存在的问题同时兼顾模型的实用良好的鲁棒性能可以实现对液压系统的有效控制。性，将电梯系统中的导靴、桥架、导轨的弯曲和不平整度等因素考虑在模糊控制器的设计步骤主要分为以下几步：内，并且将导轨激励引入到电梯水平振动的模型中，这样缩小了各种类（１）选择输入变量、输出变量型激励对电梯水平振动的影响，建立起比较完善的电梯桥厢水平振动输入变量是被控对象的实际输出值与给定值的

6、偏差和偏差的变化模型。因为高速电梯采用滚动导靴，因此高速电梯的导轨和滚动导靴率。它们是自然语言，不是数值变量。所以可以将其看着“模糊”的。属于滚动接触并且两者之间会产生Ｈｅｒｔａ接触力。根据Ｋａｌｅｒ博士提出输入变量为偏差和偏差的变化，输出变量为控制量，构成二维模糊控制的三维接触滚动理论可知，电梯的导轨和导靴接触点的位移值和该点器。受到的力的方向有关，从而可以建立导轨和导靴的接触模型，如图２所（２）确定输入输出变量的论域范围，计算量化因子以及比例因子示，·２６２·确定偏差、偏差的变化以及控制量的基本论域，例如如果控制量的在上图４中ｐ代表液压执行器的油压，代表执行器油压的导数，两者

7、作基本论域为［－５０，５０］、［－１５０，１５０］和［－６４，６４］，而它的模糊论域为为作为模糊控制器输入量，以高速开关阀的ＰＷＭ驱动信号的占空比作｛－４，－３，－２，－１，０，１，２，３，４｝，那么它的量化因子和比例因子可知分为输出量。别为：４控制仿真分析Ｋｅ＝４／５０＝００８，ｐｄｅ＝４／１５０＝００２７，Ｋｕ＝６４／４＝１６本文采用ｍａｔｌａｂ软件液压主动导靴及其模糊控制模型进行仿真，（３）语言变量值的正确选取在进行仿真时将电梯的速度设定为３５ｍ／ｓ并且将电梯桥厢底部