本發(fā)明總體涉及電梯系統(tǒng)，更具體地，涉及控制電梯門系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：用在高性能電梯中的自動滑動門必須滿足各種操作規(guī)程。例如，為了防卡，要求機(jī)械連接在一起的所有零件的最大運(yùn)動能量在平均關(guān)閉速度時不超過預(yù)定的最大值(例如10焦耳)。該要求為平均關(guān)閉速度設(shè)定了上限值。另一方面，短的關(guān)門時間對于高性能電梯的良好運(yùn)輸性能來說是先決條件。電梯門的質(zhì)量與電梯門系統(tǒng)的動能相關(guān)，因而，需要確定電梯門的質(zhì)量。類似地，電梯門系統(tǒng)中的控制模塊通過使用電動機(jī)作為致動器來控制控制電梯門的運(yùn)動。為了改善乘員的乘坐舒適性，期望使電梯門移動平滑地進(jìn)行。因而，控制模塊需要在打開和關(guān)閉電梯門時減小振動和噪音?？刂颇K至少根據(jù)電梯門的質(zhì)量控制電梯門的運(yùn)動，這也使得知曉門的質(zhì)量成為必要。不同方法已用來確定電梯系統(tǒng)中的門的質(zhì)量。例如，一種方法在使電梯系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)之前對電梯系統(tǒng)的門進(jìn)行稱重。然而，門的重量會在許多情況下隨著時間而變化。例如，用戶可以改變門的裝飾，所述裝飾影響了門的重量。因而，需要在電梯系統(tǒng)操作期間在線地確定電梯門的質(zhì)量。另一種方法基于線性靜態(tài)模型估計電梯門的質(zhì)量，該線性靜態(tài)模型表示門的平移加速度和使門移動的電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。然而，線性靜態(tài)模型不能捕捉影響門移動的各個物理因素。例如，線性靜態(tài)模型沒有考慮到影響電梯門系統(tǒng)的動力學(xué)的摩擦力，因而會產(chǎn)生對門質(zhì)量的不準(zhǔn)確估計。另外，已存在的方法通常離線地估計電梯門的質(zhì)量。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的一些實(shí)施方式基于如下認(rèn)識：可以通過分析和利用門系統(tǒng)的動態(tài)特性來遞歸地估計門的質(zhì)量和/或電梯門系統(tǒng)的其他參數(shù)。例如，在基于門系統(tǒng)的模型所估計的電梯門系統(tǒng)的性能與在門系統(tǒng)操作期間所測量的電梯門系統(tǒng)的性能之間的比較可以用來確定模型的參數(shù)，諸如，電梯門的質(zhì)量。然而，電梯門系統(tǒng)的動力學(xué)是復(fù)雜的，并且門系統(tǒng)的模型包括高階微分方程和許多模型參數(shù)。為此，對所有模型參數(shù)的識別必然需要門系統(tǒng)操作的不斷的激發(fā)條件，這會導(dǎo)致不期望的振動。因此，基于門系統(tǒng)的常規(guī)操作對電梯門系統(tǒng)的全部模型參數(shù)進(jìn)行參數(shù)識別是不實(shí)際的。本發(fā)明的一些實(shí)施方式基于另一個認(rèn)識：可以通過過濾掉未被降階模型表示的諧波來同時降低電梯門系統(tǒng)的模型的階以及降低測量信號的復(fù)雜性。以此方式，在不嚴(yán)重降低準(zhǔn)確性的情況下降低了計算的復(fù)雜性，而且復(fù)雜性的降低允許實(shí)時地估計系統(tǒng)的參數(shù)。例如，降階模型的頻率響應(yīng)可能近似門系統(tǒng)的高階模型的主頻響應(yīng)。這種近似將帶識別的參數(shù)數(shù)目減少至高階模型的一部分主參數(shù)。例如，降階模型可以為二階模型。然而，模型簡化導(dǎo)致代表門系統(tǒng)的實(shí)際操作信號的諧波和降階模型的頻率響應(yīng)的諧波之間的不匹配，這會導(dǎo)致對降階模型的參數(shù)的不準(zhǔn)確估計。因而，本發(fā)明的一些實(shí)施方式去除了信號的在降階模型的頻率響應(yīng)中不存在的不期望諧波，以將濾過的信號的諧波與降階模型的頻率響應(yīng)匹配。這種共同的減少允許通過減小濾過的測量信號和基于降階模型用更新的參數(shù)所估計的信號之間的誤差來遞歸地更新降階模型的參數(shù)。因而，本發(fā)明的一個實(shí)施方式公開了一種用于控制布置在建筑物中的電梯系統(tǒng)的門系統(tǒng)的操作的方法。該方法包括：通過使用所述門系統(tǒng)的降階模型的一個參數(shù)或參數(shù)的組合來控制所述門系統(tǒng)的操作，其中所述操作包括移動所述門系統(tǒng)的至少一個門；測量表示所述門系統(tǒng)的操作信號；通過去除測量信號的在所述門系統(tǒng)的降階模型的頻率響應(yīng)中不存在的至少一個動態(tài)而過濾所述測量信號；并且更新所述門系統(tǒng)的降階模型的參數(shù)，以減小濾過信號與通過使用所述門系統(tǒng)的更新后的降階模型所估計的估計操作信號之間的誤差，其中所述降階模型的參數(shù)包括質(zhì)量參數(shù)和摩擦參數(shù)。所述方法的步驟由處理器執(zhí)行。另一個實(shí)施方式公開了一種電梯門系統(tǒng)，該電梯門系統(tǒng)包括：電動機(jī)和帶輪；轎廂門，該轎廂門保護(hù)電梯轎廂的入口；層門，該層門保護(hù)電梯井的入口，其中所述電動機(jī)驅(qū)動所述帶輪以使用帶來移動所述轎廂門，并且其中所述轎廂門在所述電梯門系統(tǒng)操作期間的一時段內(nèi)機(jī)械連接至所述層門；傳感器，所述傳感器用于測量表示所述門系統(tǒng)的操作信號；濾波器，所述濾波器用于通過去除測量所述信號的在所述電梯門系統(tǒng)的降階模型的頻率響應(yīng)中不存在的至少一個動態(tài)而過濾測量所述信號，其中所述降階模型的頻率響應(yīng)近似所述門系統(tǒng)的高階模型的主頻響應(yīng)；以及控制器，所述控制器用于使用所述電梯門系統(tǒng)的降階模型而控制所述電梯門系統(tǒng)的操作，其中所述控制器更新所述降階模型的參數(shù)，以減小濾過的所述信號與通過使用所述門系統(tǒng)的更新后的降階模型所估計的估計操作信號之間的誤差。又一個實(shí)施方式公開了一種用于控制布置在建筑物中的電梯的門系統(tǒng)的操作的方法，其中所述門系統(tǒng)包括電動機(jī)、帶輪、保護(hù)電梯轎廂的入口的電梯門以及保護(hù)所述建筑物的樓層的入口的層門，其中所述電動機(jī)驅(qū)動所述帶輪以使所述電梯門移動，并且其中所述電梯門在所述電梯轎廂停在所述建筑物的該樓層時機(jī)械連接至該層門以使所述層門移動。所述方法包括：通過使用所述門系統(tǒng)的降階模型的一個參數(shù)或參數(shù)的組合來控制所述門系統(tǒng)在操作循環(huán)內(nèi)的操作，其中所述操作循環(huán)包括所述電梯門和所述層門的打開和關(guān)閉中的一者或組合；測量所述門系統(tǒng)的操作信號；通過去除測量信號的在所述門系統(tǒng)的降階模型的頻率響應(yīng)中不存在的至少一個動態(tài)來過濾所述信號，其中所述降階模型的頻率響應(yīng)近似所述門系統(tǒng)的高階模型的主頻響應(yīng)；并且更新所述門系統(tǒng)的降階模型的參數(shù)，以減小濾過信號與通過使用所述門系統(tǒng)的更新后的降階模型所估計的操作信號之間的誤差，其中所述降階模型的參數(shù)包括質(zhì)量參數(shù)和摩擦參數(shù)。附圖說明圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的電梯的門系統(tǒng)的框圖；圖1B是根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式的電梯門系統(tǒng)的布置為控制電梯門的移動的部件的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的用于控制門系統(tǒng)的操作的方法的框圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的電梯門系統(tǒng)的框圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的在線參數(shù)識別器的框圖；圖3C是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的用于控制電梯門系統(tǒng)的操作的方法的框圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的用于降低電梯門系統(tǒng)的模型的階的方法的框圖；圖4B是由本發(fā)明的一個實(shí)施方式確定的電梯門系統(tǒng)的全模型的實(shí)施例；圖4C是由本發(fā)明的一些實(shí)施方式使用的系統(tǒng)模型的頻率分析的漢克爾奇異值圖表420；圖4D是具有根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的電梯門系統(tǒng)的全模型和二階模型的頻率響應(yīng)的圖表；圖4E是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的電梯門系統(tǒng)的降階模型的示意圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的參數(shù)估計方法的框圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的用于在時域中過濾信號的方法的框圖；圖6是對于電梯門系統(tǒng)的模型參數(shù)的值在某些時刻切換的情況進(jìn)行參數(shù)評估的一個實(shí)施方式的方法的框圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式的進(jìn)行參數(shù)評估的方法的框圖。具體實(shí)施方式圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的電梯的門系統(tǒng)100的框圖。門系統(tǒng)100包括控制器10，該控制器連接至電動機(jī)20和手控終端40。另外，門系統(tǒng)100包括兩件式轎廂門50和平衡重70。層門60——布置在各樓層以保護(hù)電梯井——機(jī)械連接至電梯轎廂80的轎廂門50。例如，轎廂門可以具有釋放和移動每樓層的層門的搭接機(jī)構(gòu)。圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式的電梯門系統(tǒng)的布置成控制電梯門的移動的部件的示意圖。所述部件包括電動機(jī)(M)101、帶輪102、帶103以及位于帶103和電梯門104之間的聯(lián)接機(jī)構(gòu)105。電動機(jī)101——由控制模塊(C)109根據(jù)由傳感器(S)108測量的信號以及來自乘客的操作命令(U)110進(jìn)行控制——旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動帶輪102，這因而產(chǎn)生帶103的平移運(yùn)動。移動的帶通過聯(lián)接機(jī)構(gòu)105進(jìn)一步引起電梯門104的平移運(yùn)動(打開或關(guān)閉)。電梯門沿著導(dǎo)軌106和輥107移動。替代的實(shí)施方式使用不同實(shí)現(xiàn)方式的電梯門系統(tǒng)。例如，電梯門系統(tǒng)的門可以被實(shí)現(xiàn)為在任意期望的位置具有打開和關(guān)閉方向的單門扇、雙門扇以及滾輪移動門。本發(fā)明的一些實(shí)施方式基于如下認(rèn)識：可以通過分析和利用門系統(tǒng)的動態(tài)特性來遞歸地估計門的質(zhì)量和/或電梯門系統(tǒng)的其他參數(shù)。例如，基于門系統(tǒng)的模型所估計的電梯門系統(tǒng)的性能與在門系統(tǒng)操作期間所測量的電梯門系統(tǒng)的性能之間的比較可以用來確定模型的參數(shù)，諸如，電梯門的質(zhì)量。然而，電梯門系統(tǒng)的動力學(xué)是復(fù)雜的，并且門系統(tǒng)的模型包括高階微分方程和許多模型參數(shù)。例如，電梯門系統(tǒng)的全模型可以包括八個一階微分方程(DE)，即八階模型。為此，對所有模型參數(shù)的識別必然需要門系統(tǒng)操作的持續(xù)激勵條件，這會引起不期望的振動。通常，在門系統(tǒng)的日常操作中不可能滿足持續(xù)激勵條件。因此，可能難于基于門系統(tǒng)的日常操作執(zhí)行電梯門系統(tǒng)的全模型的參數(shù)識別。本發(fā)明的一些實(shí)施方式基于另一個認(rèn)識：可以通過過濾掉未被降階模型表示的諧波來同時降低電梯門系統(tǒng)的模型的一個階以及降低測量信號的復(fù)雜性?？梢酝ㄟ^根據(jù)某些標(biāo)準(zhǔn)對降階模型和濾過的測量信號進(jìn)行比較而執(zhí)行模型參數(shù)的估計?？梢詮拈T系統(tǒng)的日常操作估計降階模型參數(shù)。以此方式，不僅在不嚴(yán)重降低準(zhǔn)確性的情況下降低了計算的復(fù)雜性，而且復(fù)雜性的降低允許實(shí)時地估計系統(tǒng)的參數(shù)。例如，降階模型的頻率響應(yīng)可能近似門系統(tǒng)的高階模型的主頻響應(yīng)。這種近似將待識別的參數(shù)數(shù)目減少至高階模型的一部分主參數(shù)。例如，降階模型可以為二階模型。然而，模型簡化導(dǎo)致表示門系統(tǒng)的實(shí)際操作的信號的諧波和降階模型的頻率響應(yīng)的諧波之間的不匹配，這會導(dǎo)致對降階模型的參數(shù)的不準(zhǔn)確估計。因而，本發(fā)明的一些實(shí)施方式去除了測量信號的在降階模型的頻率響應(yīng)中不存在的不期望諧波，使得濾過信號的諧波與降階模型的頻率響應(yīng)匹配。這種共同的減少允許通過減小濾過的測量信號和基于降階模型用更新的參數(shù)所估計的信號之間的誤差來遞歸地更新降階模型的參數(shù)。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的用于控制布置在建筑物中的電梯系統(tǒng)的門系統(tǒng)的操作的方法的框圖。所述方法的步驟由處理器例如控制模塊109的處理器執(zhí)行。通過使用門系統(tǒng)的降階模型200的一個或一組參數(shù)以及表示門系統(tǒng)的操作的測量信號203，該實(shí)施方式例如根據(jù)操作命令201控制202門系統(tǒng)的操作。例如，所述降階模型的參數(shù)包括質(zhì)量參數(shù)和摩擦參數(shù)。所述信號可以為用于移動門的電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和/或移動所述門的加速度。操作命令201可以接收自電梯的乘客或外部系統(tǒng)。所述操作包括門系統(tǒng)的至少一個門的移動。該實(shí)施方式通過去除測量信號的在門系統(tǒng)的降階模型的頻率響應(yīng)中不存在的至少一個動態(tài)而過濾204測量信號。降階模型的頻率響應(yīng)近似門系統(tǒng)的高階模型的主頻響應(yīng)，并且過濾步驟使濾過信號的諧波與降階模型的頻率響應(yīng)匹配。接著，該實(shí)施方式更新205門系統(tǒng)的降階模型的參數(shù)，以減小濾過信號與通過使用所述門系統(tǒng)的更新的降階模型所估計的操作信號之間的誤差。在該實(shí)施方式的一些實(shí)現(xiàn)方式中，遞歸地更新所述參數(shù)。此外，過濾204步驟可以為更新205步驟產(chǎn)生濾過信號。圖3A示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的電梯門系統(tǒng)的框圖。在該實(shí)施方式中，控制器302和電動機(jī)驅(qū)動器303為用于控制202電梯門系統(tǒng)的操作的部件。電梯門系統(tǒng)還包括用于測量203反映電梯門系統(tǒng)的操作的信號的傳感器304、執(zhí)行在線參數(shù)識別器301模塊的處理器，所述模塊用于確定電梯門系統(tǒng)的降階模型的參數(shù)。例如，控制器302根據(jù)電梯門系統(tǒng)的降階模型的參數(shù)、測量信號312以及操作命令201確定用于電動機(jī)驅(qū)動器的命令，所述命令由電動機(jī)的期望電壓或電流表示。測量信號312可以包括來自電動機(jī)的編碼器的位置信號以及來自電流傳感器的電動機(jī)電流信號。電流信號可以用來計算轉(zhuǎn)矩信號，該轉(zhuǎn)矩信號由電動機(jī)產(chǎn)生用來驅(qū)動電梯門。圖3B示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的在線參數(shù)識別器301的框圖。在線參數(shù)識別器301通過降階濾波器321過濾測量信號312以產(chǎn)生濾過的位置和濾過的轉(zhuǎn)矩信號331，所述濾過的位置和濾過的轉(zhuǎn)矩信號進(jìn)一步用作高帶寬低通濾波器322的輸入以產(chǎn)生濾過的加速度、濾過的速率、二次濾過的位置以及二次濾過的轉(zhuǎn)矩信號332。參數(shù)識別器323基于濾過的信號332更新和輸出降階模型的參數(shù)311。例如，參數(shù)識別器323求解最小二乘問題以減小濾過的信號和使用門系統(tǒng)的更新的降階模型所估計的估計操作信號之間的誤差。例如，參數(shù)識別器求解最小二乘問題，從而減小門的估計位置和門的濾過位置之間的誤差、門的估計加速度和門的濾過加速度之間的誤差、門的估計速率和門的濾過速率之間的誤差以及電動機(jī)的估計轉(zhuǎn)矩和電動機(jī)的濾過轉(zhuǎn)矩之間的誤差。圖3C示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的控制電梯門系統(tǒng)的操作的框圖。由在線參數(shù)識別器301確定的參數(shù)311由軌跡生成器351用來為每個操作模式(關(guān)門或開門)規(guī)劃平滑的電梯門軌跡361，以抑制振動和噪音。軌跡361是描繪電梯門的隨時間變化而變化的位置/速率的一系列點(diǎn)，唯一地限定了電梯門對于每個關(guān)/開操作循環(huán)來說如何移動。參數(shù)估值311還可以由跟蹤控制器352使用，所述跟蹤控制器為電動機(jī)驅(qū)動器生成控制命令，使得電梯門的實(shí)際移動實(shí)時地跟蹤規(guī)劃出的軌跡361。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，軌跡生成器使用更新的參數(shù)311來規(guī)劃整個循環(huán)的軌跡。相比之下，跟蹤控制器可以例如與在線參數(shù)識別器301輸出更新的參數(shù)一樣快地使用用于每個控制時間步長的更新的參數(shù)311。軌跡生成器也可以使用用于每個控制步長的更新的參數(shù)311來更新軌跡361。本發(fā)明的一些實(shí)施方式同時降低了電梯門系統(tǒng)的模型的階數(shù)，這允許實(shí)時地估計系統(tǒng)的參數(shù)。例如，門系統(tǒng)的高階模型被簡化，使得降階模型的頻率響應(yīng)近似門系統(tǒng)的高階模型的主頻響應(yīng)。圖4A示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的用于降低電梯門系統(tǒng)的模型的階的方法的框圖。該實(shí)施方式基于如下所述的幾個假設(shè)構(gòu)建411電梯門系統(tǒng)100的全模型401。然后，基于電梯門系統(tǒng)的全模型401執(zhí)行412頻率分析402，以產(chǎn)生413系統(tǒng)的簡化二階模型403。在一些實(shí)施方式，頻率分析包括從電梯門系統(tǒng)的全模型的頻率響應(yīng)404刪除次要的遠(yuǎn)離的諧波405。圖4B示出電梯門系統(tǒng)的全模型401的實(shí)施例，該全模型是由本發(fā)明的一個實(shí)施方式通過將帶視作彈簧410、411、412、413并且通過將帶輪415、416和電梯門面板417、418視作剛體確定的。假定在帶輪和帶之間沒有滑動，電梯門系統(tǒng)的全模型可以被寫為如下：Mrx··r=k1(Rθr-xr)+c1(Rθ·r-x·r)+k2(Rθl-xr)+c2(Rθ·l-x·r)+krxr+crx·r,]]>(Ml+Mn)x··l=k4(Rθl-xl)+c4(Rθ·l-x·l)+k3(Rθr-xl)+c3(Rθ·r-x·r)+klxl+clx·l,]]>Jrθ··r=Rk3(xl-Rθr)+Rc3(x·r-Rθ·r)+Rk1(xr-Rθr)+Rc1(x·r-Rθ·r)+T,]]>Jlθ··l=Rk2(xr-Rθl)+Rc2(x·r-Rθ·l)+Rk4(xl-Rθl)+Rc4(x·l-Rθ·l),]]>其中，T為電動機(jī)轉(zhuǎn)矩，M為電梯門面板的質(zhì)量，J為帶輪的慣量，x為電梯門面板的位置，θ為帶輪的轉(zhuǎn)角，以及下標(biāo)r和l分別表示右和左，點(diǎn)表示導(dǎo)數(shù)。在剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)為ki＝kj，ci＝cj，1≤i，j≤4的情況下，八階動力學(xué)進(jìn)一步以狀態(tài)空間的形式寫為：x·1=x5,]]>x·2=x6,]]>x·3=x7,]]>x·4=x8,]]>x·5=1Mr(-(2k1+kr)x1-(2c1+cr)x5+k1R(x3+x4)+c1R(x7+x8)),=1Mr(-(2k1+kr)x1+k1Rx3+k1Rx4-(2c1+cr)x5+c1Rx7+c1Rx8),]]>x·6=1Ml+Mn(-(2k1+kl)x2-(2c1+cl)x6+k1R(x3+x4)+c1R(x7+x8)),=1Ml+Mn(-(2k1+kl)x2+k1Rx3+k1Rx4-(2c1+cl)x6+c1Rx7+c1Rx8),]]>x·7=1Jr(-2k1R2x3-2c1Rx7+Rk1(x1+x2)+Rc1(x5+x6)+T),=1Jr(Rk1x1+Rk1x2-2k1R2x3+Rc1x5+Rc1x6-2c1Rx7+T),]]>x·8=1Jl(-2k1R2x4-2c1Rx8+Rk1(x1+x2)+Rc1(x5+x6))=1Jl(Rk1x1+Rk1x2-2k1R2x4+Rc1x5+Rc1x6-2c1Rx8)),]]>y＝(x1，x2)T，(1)其中，x1＝xr,x2＝xl,x3＝θr,x4＝θl。簡化記號Ml:Ml+Mn。模型(1)被縮寫為如下：x·=Ax+Bu,y=Cx,---(2)]]>其中，x＝(x1,…,x8)T，以及i.A=00001000000001000000001000000001-(2k1+kr)Mr0k1RMrk1RMr-(2c1+cr)Mr0c1RMrc1RMr0-(2k1+kl)Mlk1RMlk1RMl0-(2c1+cl)Mlc1RMlc1RMlRk1JrRk1Jr-2k1R2Jr0Rc1JrRc1Jr-2c1RJr0Rk1JlRk1Jl0-2k1R2JlRc1JlRc1Jl0-2c1RJl,]]>B=0,0,0,0,0,0,1Jr,0T,]]>C=1000000001000000.]]>由一些實(shí)施方式執(zhí)行的頻率分析402證明電梯門系統(tǒng)的全模型可以被降低至簡化的二階或四階模型。此外，這種降階模型對確定電梯門的質(zhì)量和電梯門系統(tǒng)的其他參數(shù)來說足夠準(zhǔn)確。例如，一個實(shí)施方式在頻率分析期間使用下面的電梯門系統(tǒng)參數(shù)值。表1：標(biāo)記標(biāo)記描述Mr右門的質(zhì)量Ml左門和廳面板的質(zhì)量Jr右?guī)л喌膽T量Jl左帶輪的慣量R帶輪的半徑k1帶剛度c1帶阻尼kr剛度cr導(dǎo)軌和門面板之間的阻尼在這種情況下，Mr，Ml是對稱的，因此y1＝xr并且y2＝xl具有相同的傳遞函數(shù)：G(s)=k(s2+ω42)(s2+2ζ1ω1s+ω12))(s2+2ζ2ω2s+ω22)(s2+2ζ3ω3s+ω32)]]>其中，k為恒定增益。圖4C示出系統(tǒng)模型的頻率分析的漢克爾奇異值圖表420。一些實(shí)施方式基于從圖表420的如下觀察。部分對應(yīng)于遠(yuǎn)離相關(guān)頻率(該頻率表征門的重要物理參數(shù))的頻率，因此可以被忽略。圖表420的最初的四個狀態(tài)421、422、423以及424比其他狀態(tài)具有明顯更大的能量。因此，電梯門系統(tǒng)的全模型可以降低至二階或四階。狀態(tài)421和422對應(yīng)于并且狀態(tài)423和424對應(yīng)于對應(yīng)于降低的四階模型的包括四個狀態(tài)的傳遞函數(shù)為：G4(s)=k(s2+2ζ1ω1s+ω12)(s2+2ζ2ω2s+ω22).]]>最初的兩個狀態(tài)421和422遠(yuǎn)離頻率范圍，因此被一些實(shí)施方式忽略。傳遞函數(shù)G(s)可以進(jìn)一步降低至降低的二階模型：G2(s)=kω22(s2+2ζ1ω1s+ω12).]]>圖4D示出具有傳遞函數(shù)G(S)430，G2(s)432和G4(s)434的頻率響應(yīng)的圖表，示出了電梯門系統(tǒng)的全模型在不具有靜摩擦效應(yīng)的情況下可以被簡化的二階模型非常好地表達(dá)。二階傳遞函數(shù)G2(s)432表示質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)：x·1=x2,x·2=-d1x2-kx1+bu,y=x1,---(3)]]>d1，k，b具有適當(dāng)值，其中d1，k，b通常分別表示粘性阻尼系數(shù)、剛度和控制增益常數(shù)。本發(fā)明的一些實(shí)施方式確定二階模型中的參數(shù)d1，k，b。另外，一些實(shí)施方式建立參數(shù)d1，k，b和實(shí)際的(即物理的)電梯門系統(tǒng)的參數(shù)(諸如門質(zhì)量)之間的關(guān)系。圖4E示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的電梯門系統(tǒng)的降階模型440的示意圖。該實(shí)施方式使用頻率分析結(jié)果的以下解釋來近似模型參數(shù)和實(shí)際參數(shù)之間的關(guān)系。首先，帶輪的動力學(xué)是次要的，并且因為在圖4B中的5-8狀態(tài)中的低能量而被忽略。其次，帶可以被視作剛體，這是因為相關(guān)的動力學(xué)具有共振頻率，該共振頻率比主頻高得多(或者與主頻遠(yuǎn)離)。基于上述的模型降低結(jié)果，降階濾波器被設(shè)計成刪除頻率比主頻高的諧波，但是盡可能保留主頻。在一個實(shí)施方式中，降階濾波器是低通濾波器。假定知道主頻(或者低通濾波器的帶寬)，不同信號處理方法被各個實(shí)施方式用來設(shè)計降階濾波器以根據(jù)頻率分析結(jié)果保留主頻。根據(jù)頻率分析，如果忽略了靜摩擦效應(yīng)，電梯門系統(tǒng)的機(jī)械子系統(tǒng)可以被簡化為二階質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)(3)。在門面板和門面板的導(dǎo)軌之間存在靜摩擦效應(yīng)的情況下，建模為-d0sgn(x2)，其中sgn(.)為符號函數(shù)并且如果x2>0，則sgn(x2)>0，電梯門系統(tǒng)的簡化二階模型的一個實(shí)施方式如下：x·1=x2,x·2=-d0-d1x2-kx1+bu,y=x1,---(4)]]>其中，x1和x2分別為電梯門的位置和速率，u為控制輸入(電動機(jī)轉(zhuǎn)矩)，d0表示靜摩擦力，d1為粘性阻尼常數(shù)，k為剛度，并且b為控制增益常數(shù)。注意，sgn(x2)>0的假定不失一般性。所有參數(shù)d0，d1>0，k，b>0都是未知的，待被識別。在假定電動機(jī)驅(qū)動器和電梯門之間的連接是剛性的(即沒有變形或相對移動)的情況下，模型(4)為合理的。一些實(shí)施方式假定參數(shù)d1，d2和b在電梯門的打開和關(guān)閉操作期間是相同的。因此，在打開門的同時采樣的數(shù)據(jù)對識別參數(shù)d1，d0，k和b是有用的。降階模型的另一個實(shí)施方式基于如下認(rèn)識：因為諸如彈性帶的因素，將彈簧力建模為門位置的線性函數(shù)，即kx1，是不準(zhǔn)確的。因此，該實(shí)施方式在如下的電梯門系統(tǒng)的另一個簡化二階模型中解決了該問題：x·1=x2,x·2=-d0-d1x2-ksat(x1)+bu,y=x1,---(5)]]>其中，sat為飽和函數(shù)。另一個實(shí)施方式進(jìn)一步從模型(4)忽略了彈簧力，這產(chǎn)生了如下的簡化二階模型：x·1=x2,x·2=-d0-d1x2+bu,y=x1,---(6)]]>在一些實(shí)現(xiàn)方式中，電梯門系統(tǒng)由于電梯門和層門運(yùn)動的不同動力學(xué)而具有切換特征。即，模型參數(shù)值在不同時段內(nèi)是不同的。如果模型(6)適用于無切換情況，對于切換情況而言，電梯門系統(tǒng)的切換動力學(xué)和對應(yīng)的降階模型可以寫為如下：x·1=x2,x·2=-d01-d11x2+b1u,y=x1,---(7)]]>適用于0≤t≤t1，并且x·1=x2,x·2=-d02-d12x2+b2u,y=x1,---(8)]]>適用于t1≤t≤tf，其中，tf為電梯門的一個開或關(guān)循環(huán)的持續(xù)時間，t1為發(fā)生切換的時刻。一些實(shí)施方式將模型參數(shù)估計表述為最小二乘問題。例如，圖4E的電梯門系統(tǒng)的降低的二階模型可以在假定電梯門系統(tǒng)對稱(即，kr＝kl＝0，Mr＝Ml和cl＝cr)的情況下被進(jìn)一步簡化。電梯門系統(tǒng)的對稱性允許對簡化的二階模型進(jìn)行如下求導(dǎo)：(MR2+J)x··(t)=Ru+d1R2x·+R2d0,---(9)]]>其中，x為從降階濾波器輸出的濾過的位置信號，u為從降階濾波器輸出的濾過的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩信號，M＝Mr+Ml，J＝Jr+Jl，d1＝cl+cr以及d0表達(dá)了靜摩擦效應(yīng)。注意，以公式(9)的形式表示的簡化的二階模型等同于公式(6)的形式，并且形式(9)適合于將參數(shù)估計表述為最小二乘問題。簡化的二階模型(9)可以重寫為如下的線性回歸方程：該線性回歸方程的簡要表達(dá)為：x··(t)=Ψ(t)θ.]]>在和Ψ(t)被測量或估計的情況下，θ的估計被簡化為最小二乘問題minθ||x··(t)-Ψt(t)θ||2.]]>替代的線性回歸形式為：假定u(t)和Ψ(t)是已知的，參數(shù)估計根據(jù)線性回歸方程(11)被表述為最小二乘問題。這是通過求解以下的優(yōu)化問題來獲得θ*：minθ||u(t)-Ψ(t)θ||2.]]>考慮到線性回歸方程，許多最小二乘(LS)或者遞歸最小二乘(RLS)求解程序可以用來產(chǎn)生θ的估值，可以基于該估值唯一地確定物理參數(shù)M，d0，d1。然而，不恰當(dāng)?shù)氖褂靡延泄烙嬎惴〞?dǎo)致不準(zhǔn)確或偏誤估計。因而，一些實(shí)施方式修改最小二乘算法以從位置x和/或轉(zhuǎn)矩測量值u準(zhǔn)確地估計參數(shù)d0，d1，M。因為僅測量濾過的門位置x和濾過的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩u，所以一些實(shí)施方式從這些測量值重建了濾過的門加速度和濾過的門速率x以形成Ψ(t)。許多不同的濾波器被實(shí)施方式用來從x估計和諸如基于滑動模式的濾波器和基于高增益的濾波器。一個實(shí)施方式使用由以下微分方程限定的基于高增益的高帶寬低通濾波器Gf：ddtξ1ξ2ξ3=010001-λ3-3λ2-3λξ1ξ2ξ3+00λ3x1(t),]]>x^=ξ1,x·^=ξ2,x··^=ξ3]]>其中，λ為濾波器的極點(diǎn)值，并且認(rèn)為比簡化的二階模型的主頻大得多，例如，λ>100，是二次濾過位置，為濾過速率，并且為濾過加速度。替換的實(shí)施方式還將濾波器Gf應(yīng)用至電動機(jī)轉(zhuǎn)矩，以確保線性回歸方程的相等成立。實(shí)施方式通過下面的濾波器(該濾波器具有與Gf完全相同的表達(dá)式)從u重建二次濾過轉(zhuǎn)矩信號：ddtζ1ζ2ζ3=010001-λ3-3λ2-3λζ1ζ2ζ3+00λ3u(t),]]>u^=ζ1]]>其中，為二次濾過轉(zhuǎn)矩信號。因而，上述線性回歸方程(10)和(11)分別重寫如下：以及上述最小二乘問題的公式化在(10)或(11)的左側(cè)呈現(xiàn)測量誤差，如果所用的產(chǎn)生Ψ(t)的傳感器不是高質(zhì)量的，則所述測量誤差不是最理想的。為此，一個實(shí)施方式將模型參數(shù)估計表達(dá)為總體最小二乘問題。即，拿(11)來舉例，而不是求解(11)，該實(shí)施方式求解了以下問題：minθ,δu(t),δΨ(t)|[δu(t),δΨ(t)]|p,subjecttou+δu=(Ψ+δΨ)θ]]>其中，|[δu(t),δΨ(t)]|p表示向量[δu(t),δΨ(t)]的p-范數(shù)。通常，p＝2。圖5A示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的參數(shù)估計方法的框圖。該實(shí)施方式不僅在頻域510而且在時域520中過濾測量信號以進(jìn)一步抑制模型不匹配和有噪聲的測量值的影響。該實(shí)施方式基于如下認(rèn)識：濾過信號和簡化的二階模型之間的模型不匹配主要是由于在低速率區(qū)域的摩擦效應(yīng)的非線性引起的，即，當(dāng)感測的信號312具有小振幅時，有噪聲的測量值出現(xiàn)在該區(qū)域期間，使得測量位置/轉(zhuǎn)矩信號的值位于對應(yīng)閾值之下。因而，該實(shí)施方式可以通過去除因模型不匹配和傳感器噪聲而出錯的測量值的取樣而提高模型參數(shù)的準(zhǔn)確估計。因而，該實(shí)施方式在頻域中過濾510信號以產(chǎn)生中間信號515并且在時域中過濾520該中間信號以產(chǎn)生濾過信號525。圖5B示出根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的用于在時域中過濾信號的步驟520的框圖。在每個時間步長，框501讀取和發(fā)送中間信號515給框502，框502基于以下標(biāo)準(zhǔn)測試采樣數(shù)據(jù)是否有噪聲。如果濾過速率的振幅大于某個正閾值THRV，則采樣數(shù)據(jù)對模型重建來說是可接受的。否則，采樣數(shù)據(jù)是有噪聲的。在一個實(shí)現(xiàn)方式中，信號515在時域中由框503進(jìn)一步處理，框503測試濾過加速度的振幅是否大于某個正閾值THRA，否則，采樣數(shù)據(jù)是有噪聲的。得到的濾過信號525用于基于迭代模型的信號估計530以及模型參數(shù)的動態(tài)更新540。可以例如基于傳感器分辨率、傳感器輸出的信噪比以及門系統(tǒng)的操作條件確定閾值THRV和THRA的值。圖6示出參數(shù)估計的一個實(shí)施方式的方法的框圖，該方法適用于電梯門系統(tǒng)的模型參數(shù)的值在某些時刻切換的情況。為此，在一些實(shí)施方式中，門系統(tǒng)的降階模型的參數(shù)包括在操作期間在一時刻切換的至少兩組參數(shù)。例如，所述至少兩組參數(shù)包括第一組參數(shù)601和第二組參數(shù)611。如果濾過信號341和通過使用門系統(tǒng)的降階模型與第一組參數(shù)所估計602的估計操作信號之間的誤差621小于603閾值，則該實(shí)施方式更新604第一組參數(shù)601。否則，該實(shí)施方式更新614第二組參數(shù)。類似地，如果濾過信號341和通過使用門系統(tǒng)的降階模型與第二組參數(shù)所估計612的估計信號之間的誤差631小于613閾值，則該實(shí)施方式更新614第二組參數(shù)611。否則，該實(shí)施方式更新604第一組參數(shù)。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式的用于參數(shù)估計的方法的框圖，該方法適用于電梯門系統(tǒng)的模型參數(shù)的值在某些時刻切換的情況。該實(shí)施方式確定濾過信號和用第一組和第二組參數(shù)所估計的估計信號之間的誤差，并且將第一組或第二組參數(shù)的參數(shù)選擇為對應(yīng)于較小誤差的參數(shù)組。例如，標(biāo)記為703的參數(shù)更新器#0基于濾過信號341的短期存儲估計參數(shù)(實(shí)現(xiàn)這的一種方式為在標(biāo)準(zhǔn)的遞歸最小二乘算法中使用小的遺忘因子)。另一方面，分別標(biāo)記為701和702的參數(shù)更新器#1/#2基于濾過信號341的長期存儲估計參數(shù)(實(shí)現(xiàn)這的一種方式為在標(biāo)準(zhǔn)的遞歸最小二乘算法中使用大的遺忘因子)。使用參數(shù)更新器703的輸出作為基準(zhǔn)，框701和702的標(biāo)記為711和712的輸出與713進(jìn)行比較，這產(chǎn)生了誤差信號的絕對值714和715?；诮^對值714和715，裁判器框704確定哪個參數(shù)更新器應(yīng)在當(dāng)前的步驟運(yùn)行，并且輸出決策信號作為716以啟動參數(shù)更新器#1或#2。當(dāng)估計算法基于回歸方程(11)時，輸出信號711的一個實(shí)施方式為k為當(dāng)前的時間步長并且為參數(shù)更新器#1的參數(shù)估值。輸出信號711的另一個實(shí)施方式可以為參數(shù)(諸如電梯門質(zhì)量)的估計值?？梢砸栽S多種方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式。例如，可以使用硬件、軟件及其組合實(shí)現(xiàn)所述實(shí)施方式。當(dāng)用軟件實(shí)現(xiàn)時，可以在任一個或任一群合適的處理器上執(zhí)行軟件代碼，而不論處理器設(shè)置在單個計算機(jī)中或分布在多個計算機(jī)中。這些處理器可以被實(shí)現(xiàn)為集成電路，一個或多個處理器在集成電路的部件中。然而，可以使用電路系統(tǒng)以任意合適形式實(shí)現(xiàn)處理器。計算機(jī)可執(zhí)行的指令可以為許多形式，諸如由一個或多個計算機(jī)或其他裝置執(zhí)行的程序。通常，程序模塊包括執(zhí)行具體任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)具體抽象數(shù)據(jù)類型的例行程序、程序、對象、部件、數(shù)據(jù)。典型地，程序模塊的功能性可以在各個實(shí)施方式中根據(jù)需要進(jìn)行組合或分布。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式可以被具體化為方法，已提供了該方法的實(shí)施例?？梢砸匀我夂线m的方式安排被執(zhí)行為該方法的一部分的動作。因而，可以構(gòu)建這樣的實(shí)施方式，在所述實(shí)施方式中以與所示出的不同的順序執(zhí)行動作，這可以包括同時執(zhí)行一些動作，即使在示例性的實(shí)施方式中這些動作被示出為連續(xù)的動作。當(dāng)前第1頁1 2 3