基于摩擦力模型的电梯零速启动控制策略.pdf

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1、第47卷第6期电力电子技术Vo1．47．No．62013年6月PowerElectronicsJune2013基于摩擦力模型的电梯零速启动控制策略邓哲，周峰武，戎萍，吕征宇(浙江大学，电气学院，浙江杭州310027)摘要：由于受编码器精度限制，传统的电梯零速启动控制方法无法同时保证低遛坡距离、高稳定性以及较好的人体舒适度。在建立了电梯零速启动系统摩擦力模型基础上，提出了一种基于自适应原理的非线性控制方法。给出了一个李雅普诺夫函数，并通过李雅普诺夫稳定性判据证明了该非线性控制器的稳定性。最后，通过一个装有ECN413绝对值编码器的永磁同步直驱实验电梯系统证明了该控制器的性能

2、。关键词：电梯；启动控制；自适应控制；非线性控制中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)06—0077—04ANonlinearControlMethodAppliedinElevatorStart—upProcessBasedonFrictionModelDENGZhe，ZHOUFeng—WU，RONGPing，LUZheng—yu(ZhejiangUniversity，Hang~hou310027，China)Abstract：Duetothelimitedaccuracyoftheencoder，thetraditionalway

3、ofelevatorstart—upprocesscontrolcannotsimultaneouslyensurelowslidingdistance，highstability，andabetterhumancomfort．Thispaperpresentsanonlinearcontrolmethodbasedon山eelevatorfrictionmodeland山eadaptivecontroltheory．ThenthestabilityofthecontrollerisprovedbyLyapunovstabilitycriterion．Finally，th

4、eproposedmethodisimplementedandverifiedbytheresultsonapermanentmagnetsynchronousmotordrivinggearlesselevatorsystemwitllanabsoluteencoderECN413．Keywords：elevator；start—upprocesscontrol；adaptivecontrol；nonlinearcontrol1引言方法通过连续输出低变化率的控制力矩，有效地减少了电梯启动时的遛坡距离和人体不适感。同随着生活质量的不断提高．人们对电梯的安时在低速下通过非线

5、性控制方法．动态调整速度全性和舒适性提出了更高要求．尤其是零速启动信号的反馈比例系数，从而大幅降低了编码器精时的负载识别．不仅关系到电梯运行时舒适度曲度限制给系统稳定带来的负面影响。线跟踪精度，而且关系到启动时人体的舒适度。文献[1—3]在基于状态观测器的基础上，依靠电梯自2基于系统摩擦力的电梯零速启动模型身参数实现了电梯负载的动态识别，改善了电梯电梯的简化模型如图1a所示。图中所示的轿的零速启动性能。但与传统控制方法一样，由于编厢部分是运送乘客的箱体。配重部分是为了提高码器精度有限，使观测器在低速下失效。文献[4]通电梯效率而引入的平衡体。一般其重量为电梯过负载全局动态

6、搜索的方法实现了电机力矩与负50％负载时的轿厢重量。为便于分析，图1b将轿载匹配。但由于该过程是开环的，若系统出现干厢和配重等效为一体。其中为电机输出到轿厢扰，则会导致识别失败而造成危险。并且因为该方和配重的力矩，为轿厢和配重等效重力力矩，法力矩识别时产生正负脉冲力矩而人体对加速为钢丝绳导轨、轿厢导轨引入的摩擦力力矩。度变化率非常敏感，所以人体舒适度很差。在此针对低速下速度反馈不准确的问题．在建立了电梯零速启动系统摩擦力模型基础上．提出了一种基于自适应原理的非线性控制方法。该(a)电梯简化模型(b)电梯受力分析等效模型定稿日期：2012—09—28图1电梯简化模型及电梯受

7、力分析等效模型作者简介：邓哲(1984一)，男，浙江杭州人，博士研究生，Fig．1Simplemodeloftheelevatorandequivalentmodelofthe研究方向为电力电子与电力传动。elevatorforceanalysis77第47卷第6期电力电子技术Vo1．47．No．62013年6月PowerElectronicsJune2013电梯在启动时轿厢所受摩擦力模型【s】近似为：最小值△m=一ki△。如果选取的ki过大，则该Tf=rFosign()+tr0，≠0(1)最小值会大于最大静摩擦力矩，产生极限