基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電梯驅(qū)動控制技術領域，具體涉及一種電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，城市化建設步伐的加快，許多高樓大廈如雨后春筍般涌現(xiàn)，使得人們在日常生活中對電梯的依賴程度與日俱增，電梯已經(jīng)成為人們生活中必不可少的工具。
[0003]對于曳引式電梯，人們?nèi)粘ｊP注的是它的乘坐舒適度、快速性等指標，但這些性能指標又是相互對立的，在保證足夠人體舒適度的情況下就很難兼顧運行的時間，在保證快速準確的平層情況下就必須要犧牲一定的人體舒適度。另外在能源日益緊張的現(xiàn)代社會，節(jié)約能耗已成為必不可少的環(huán)節(jié)，尤其像電梯這種使用率高，耗能多的大型設備。
[0004]目前市場上現(xiàn)有的電梯設備的設計，主要考慮的是人體乘坐的舒適度，而這是以降低電梯運行速度為前提的。此外，電梯在設計時不僅要考慮速度的指標，還有電梯電流的控制、位置的控制、轉(zhuǎn)矩脈動的抑制、低功耗節(jié)能等因素都是電梯設計需重點考慮的因素，但上述因素間又是相互抑制的，目前的電梯設計中還未能很好的解決上述問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有電梯設計的不全面，不能同時滿足電梯的多項約束要求，從多目標優(yōu)化的角度提供一種基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為:基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括交流電源、整流電路模塊、電流傳感器、電壓傳感器、位置傳感器、上位機、DSP控制系統(tǒng)、驅(qū)動模塊、曳引機，其中DSP控制系統(tǒng)包括DSP控制模塊、CAN總線模塊、信號采集與調(diào)理模塊、信號隔離輸出模塊；DSP控制模塊又包括速度曲線模塊、電流控制模塊、轎廂位置控制模塊、轉(zhuǎn)矩控制模塊、低功耗模塊；
所述交流電源接入整流電路模塊，整流電路模塊的輸出接入曳引機的驅(qū)動模塊，整流模塊的輸出還接入電流傳感器和電壓傳感器，電流傳感器和電壓傳感器的輸出接入信號采集與調(diào)理模塊，驅(qū)動模塊的輸出接入曳弓I機，驅(qū)動模塊的輸出接入電流傳感器并由電流傳感器的輸出接入信號采集與調(diào)理模塊，曳引機輸出接入位置傳感器，位置傳感器的輸出接入信號采集與調(diào)理模塊，信號采集與調(diào)理模塊接入DSP控制模塊，DSP控制模塊接入信號隔離輸出模塊，信號隔離輸出模塊接入驅(qū)動模塊，上位機接入CAN總線模塊，CAN總線模塊接入DSP控制模塊。
[0007]上位機通過CAN總線向DSP控制模塊發(fā)送位置信息，DSP控制模塊根據(jù)位置信息做出決策，并向驅(qū)動模塊發(fā)送相應控制信號，驅(qū)動模塊根據(jù)收到的控制信號驅(qū)動曳引機的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電機的調(diào)速，達到電梯的運行目的。
[0008]所述DSP控制模塊，綜合考慮電梯運行的速度曲線約束，包括人體舒適度和快速性要求；運行的電流約束，要求電梯有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩和盡量小的啟動電流；轎廂平層位置約束，要求轎廂?？课恢镁珳是铱焖?，利用平層滑行降低能耗；轉(zhuǎn)矩約束，在負載不同的情況下調(diào)節(jié)合適的轉(zhuǎn)矩，在電梯近額定速度和近零速情況下抑制轉(zhuǎn)矩的脈動；低功耗約束，保證電梯快速高效運行的前提下，降低系統(tǒng)的功率消耗。所述DSP控制模塊，在綜合上述約束的情況下，采用自適應進化多目標粒子群優(yōu)化方法，實現(xiàn)多目標優(yōu)化的電梯節(jié)能控制。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點在于:(I)本發(fā)明從電梯系統(tǒng)的動態(tài)特性、約束條件、穩(wěn)態(tài)精度等多方面綜合考慮，提供了多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制技術；(2)本發(fā)明提出的自適應進化多目標粒子群優(yōu)化方法，對速度運行曲線、運行電流控制、轎廂位置控制、轉(zhuǎn)矩控制以及低功耗控制等約束進行多目標優(yōu)化，得到最優(yōu)解，相對于分別針對每個約束的設計方法，不僅能同時滿足電梯的各項技術指標，同時還具有寬范圍、高精度的調(diào)速。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明提出的基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明提出的基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)原理示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合說明書附圖，具體描述本發(fā)明所提供的基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)。
[0012]結(jié)合圖1，基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括交流電源、整流電路模塊、電流傳感器、電壓傳感器、位置傳感器、上位機、DSP控制系統(tǒng)、驅(qū)動模塊、曳引機，其中DSP控制系統(tǒng)包括DSP控制模塊、CAN總線模塊、信號采集與調(diào)理模塊、信號隔離輸出模塊。DSP控制模塊又包括速度曲線模塊、電流控制模塊、轎廂位置控制模塊、轉(zhuǎn)矩控制模塊、低功耗模塊。
[0013]所述交流電源接入整流電路模塊，整流電路模塊的輸出接入曳弓I機的驅(qū)動模塊，整流模塊的輸出還接入電流傳感器和電壓傳感器，電流傳感器和電壓傳感器的輸出接入信號采集與調(diào)理模塊，驅(qū)動模塊的輸出接入曳引機，驅(qū)動模塊的輸出接入電流傳感器并由電流傳感器的輸出接入信號采集與調(diào)理模塊，曳引機輸出接入位置傳感器，位置傳感器的輸出接入信號采集與調(diào)理模塊，信號采集與調(diào)理模塊接入DSP控制模塊，DSP控制模塊接入信號隔離輸出模塊，信號隔離輸出模塊接入驅(qū)動模塊，上位機接入CAN總線模塊，CAN總線模塊接入DSP控制模塊。
[0014]上位機通過CAN總線向DSP控制模塊發(fā)送位置信息，DSP控制模塊根據(jù)位置信息作出決策，并向驅(qū)動模塊發(fā)送相應控制信號，驅(qū)動模塊根據(jù)收到的控制信號驅(qū)動曳引機的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電機的調(diào)速，達到電梯的運行目的。
[0015]所述DSP控制模塊，綜合考慮電梯運行的速度曲線約束，包括人體舒適度(減輕人在乘坐電梯時由于啟、制動過程中加、減速產(chǎn)生的不舒適感(上浮、下沉感))和快速性要求；運行的電流約束，要求電梯有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩和盡量小的啟動電流；轎廂平層位置約束，要求轎廂?？课恢镁珳是铱焖伲闷綄踊薪档湍芎?；轉(zhuǎn)矩約束，在負載不同的情況下調(diào)節(jié)合適的轉(zhuǎn)矩，在電梯近額定速度和近零速情況下抑制轉(zhuǎn)矩的脈動；低功耗約束，保證電梯快速高效運行的前提下，降低系統(tǒng)的功率消耗。所述DSP控制模塊，在綜合上述約束的情況下，采用自適應進化多目標粒子群優(yōu)化方法，實現(xiàn)多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制與節(jié)能。
[0016]本發(fā)明基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)，各硬件的功能如下:
所述整流電路模塊將交流電源的交流電整流為直流電，供驅(qū)動模塊直接使用；所述驅(qū)動模塊在經(jīng)信號隔離輸出模塊控制后驅(qū)動曳引機的運轉(zhuǎn)；所述電壓傳感器和電流傳感器分別用于檢測整流電路模塊的輸出電壓和輸出電流；所述CAN總線模塊是連接上位機與DSP芯片的橋梁，上位機通過CAN總線將期望信號發(fā)送到DSP芯片。
[0017]結(jié)合圖2，基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)原理如下:將DSP控制系統(tǒng)、驅(qū)動模塊、曳引機作為多目標優(yōu)化的電梯節(jié)能控制系統(tǒng)基本組成單元，與驅(qū)動模塊的電流傳感器、曳引機的位置傳感器組成整個閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)整個節(jié)能電梯的調(diào)速和位置控制。DSP控制模塊根據(jù)電梯運行的多項約束，包括速度曲線模塊、電流控制模塊、轎廂位置控制模塊、轉(zhuǎn)矩控制模塊、低功耗模塊，采用自適應進化多目標粒子群優(yōu)化方法，得到多目標的最優(yōu)解，從而更高效合理的實現(xiàn)電梯的位置控制、速度控制、電流控制以及低功耗的控制。
【主權項】
1.基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于，包括交流電源、整流電路模塊、電流傳感器、電壓傳感器、位置傳感器、上位機、DSP控制系統(tǒng)、驅(qū)動模塊、曳引機，其中DSP控制系統(tǒng)包括DSP控制模塊、CAN總線模塊、信號采集與調(diào)理模塊、信號隔離輸出模塊；DSP控制模塊又包括速度曲線模塊、電流控制模塊、轎廂位置控制模塊、轉(zhuǎn)矩控制模塊、低功耗模塊； 所述交流電源接入整流電路模塊，整流電路模塊的輸出接入曳引機的驅(qū)動模塊，整流模塊的輸出還接入電流傳感器和電壓傳感器，電流傳感器和電壓傳感器的輸出接入信號采集與調(diào)理模塊，驅(qū)動模塊的輸出接入曳引機，驅(qū)動模塊的輸出接入電流傳感器并由電流傳感器的輸出接入信號采集與調(diào)理模塊，曳引機輸出接入位置傳感器，位置傳感器的輸出接入信號采集與調(diào)理模塊，信號采集與調(diào)理模塊接入DSP控制模塊，DSP控制模塊接入信號隔離輸出模塊，信號隔離輸出模塊接入驅(qū)動模塊，上位機接入CAN總線模塊，CAN總線模塊接入DSP控制模塊； 上位機通過CAN總線向DSP控制模塊發(fā)送位置信息，DSP控制模塊根據(jù)位置信息作出決策，并向驅(qū)動模塊發(fā)送相應控制信號，驅(qū)動模塊根據(jù)收到的控制信號驅(qū)動曳引機的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電機的調(diào)速，達到電梯的運行目的。2.根據(jù)權利要求1所述的基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述DSP控制模塊，綜合考慮電梯運行的速度曲線約束，包括人體舒適度和快速性要求；運行的電流約束，要求電梯有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩和盡量小的啟動電流；轎廂平層位置約束，要求轎廂?？课恢镁珳是铱焖伲闷綄踊薪档湍芎?；轉(zhuǎn)矩約束，在負載不同的情況下調(diào)節(jié)合適的轉(zhuǎn)矩，在電梯近額定速度和近零速情況下抑制轉(zhuǎn)矩的脈動；低功耗約束，保證電梯快速高效運行的前提下，降低系統(tǒng)的功率消耗； 所述DSP控制模塊，在綜合上述約束的情況下，采用自適應進化多目標粒子群優(yōu)化方法，實現(xiàn)多目標優(yōu)化的電梯節(jié)能控制。3.根據(jù)權利要求1所述的基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于， 本發(fā)明提出的自適應進化多目標粒子群優(yōu)化方法不僅可以同時對電梯的多項性能指標進行優(yōu)化設計，還能得到寬范圍高精度的調(diào)速輸出，同時在電梯的驅(qū)動控制方式上進行了優(yōu)化，降低了系統(tǒng)的功耗，達到優(yōu)化控制和節(jié)能的目的。
【專利摘要】基于多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制系統(tǒng)。包括交流電源、整流電路模塊、電流傳感器、電壓傳感器、位置傳感器、上位機、DSP控制系統(tǒng)、驅(qū)動模塊、曳引機，其中DSP控制系統(tǒng)包括DSP控制模塊、CAN總線模塊、信號采集與調(diào)理模塊、信號隔離輸出模塊；DSP控制模塊又包括速度曲線模塊、電流控制模塊、轎廂位置控制模塊、轉(zhuǎn)矩控制模塊、低功耗模塊；上位機通過CAN總線向DSP控制模塊發(fā)送位置信息，DSP控制模塊根據(jù)位置信息做出決策，并向驅(qū)動模塊發(fā)送相應控制信號，驅(qū)動模塊根據(jù)收到的控制信號驅(qū)動曳引機的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電機的調(diào)速，達到電梯的運行目的。本發(fā)明從電梯系統(tǒng)的動態(tài)特性、約束條件、穩(wěn)態(tài)精度等多方面綜合考慮，提供了多目標優(yōu)化的電梯驅(qū)動控制技術。
【IPC分類】G05B19/418
【公開號】CN105573263
【申請?zhí)枴緾N201410539335
【發(fā)明人】郭建, 陳曉進, 謝曉紀, 樊衛(wèi)華, 鄭鑫
【申請人】江蘇通用電梯有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月13日