專利名稱：為電梯轎廂門產(chǎn)生速度圖的方法
本申請涉及到同一申請人于同一申請日提交的序號為______(OT-2678)的未決專利申請。
本發(fā)明涉及到電梯轎廂門系統(tǒng)，特別是涉及該系統(tǒng)中產(chǎn)生的速度。
在電梯系統(tǒng)中，電梯轎廂門是由電動機驅(qū)動到打開和關(guān)閉位置的。電梯轎廂門通常要連接到井道門上，以便將井道門驅(qū)動到打開和關(guān)閉位置。在開始操作時，操作的過程中，以及結(jié)束操作時，電梯轎廂門通常需要維持一定的速度。例如，在開門的時候，初始速度比較低，使電梯轎廂門有時間連接到井道門上。在兩組門完成連接之后，將門加速到較高的速度。然后在將要結(jié)束開門操作時使門減速避免其碰撞固定的擋板。
有許多方法可以用來在各個操作過程中改變電梯轎廂門的速度。改變電梯轎廂門速度的最常用的方法是使用電阻。電阻是與一個電壓源和DC電機串聯(lián)設(shè)置的，并且可以調(diào)節(jié)電阻值的大小。電阻值越大，DC電機運行得越慢，產(chǎn)生的速度輸出也就越小。這種關(guān)系在電阻值較小時是準確的。然而，由此也會帶來一些限制。首先，電阻不能補償門上的摩擦力或是其他負載的變化。其次，當電阻發(fā)熱時，其電阻值會發(fā)生變化，由此導(dǎo)致電梯轎廂門速度的變化。速度的這種變化是極為不利的，因為它不能提供穩(wěn)定的平滑速度分布圖。第三，電阻是通過試錯方法來調(diào)節(jié)的，這種方法耗費時間并且通常缺乏必要的精度。
在現(xiàn)代閉環(huán)控制系統(tǒng)中用于改變電梯轎廂門速度的另一種方案包括由軟件產(chǎn)生的速度分布圖。由軟件來決定門在給定時間或是距離上的速度。在每次操作電梯轎廂門時產(chǎn)生速度分布圖。這種方案的問題在于門在響應(yīng)指令時存在時間滯后，或是需要強大的處理器來產(chǎn)生實時的速度分布圖。
另外，從一個速度值到另一速度值之間需要具有平滑的過渡。目前，速度從一個等級到另一等級的過渡是通過速度分布圖中恒定的爬行段(加速度的變化率除以時間的變化率)和恒定的加速段組成的。用來平滑從門的恒定速度段到恒定加速段的過渡過程轉(zhuǎn)折點的恒定爬行段必須與連接恒定加速段和恒定速度段的恒定爬行段的速度和加速度值相互吻合。為了使許多過渡點上的恒定爬行段與恒定加速段和恒定速度段吻合，需要占用處理器的大量時間。
此外，如果速度分布圖的某些高頻分量超過了門控制系統(tǒng)的帶寬，門控制系統(tǒng)就無法使門跟隨這些高頻分量。這種情況會造成電梯轎廂門的誤動作，造成轎廂門超過終點位置并且撞擊到擋板，或是激起門的共振頻率。為了表示頻率成分，可以用Fourier變換方法來分解速度分布圖。在速度分布圖中包括速度的低頻和高頻分量。盡管用來提供恒定爬行段的現(xiàn)有方法可以通過盡量減少急劇的轉(zhuǎn)折點來降低速度分布圖的頻率成分，仍然無法知道究竟能衰減多少高頻成分，并且無法知道速度分布圖的頻率成分。除了會造成誤動作之外，用恒定的爬行方法來產(chǎn)生速度分布圖可能會使頻率成分很低，從而使門的操作時間超過了最佳的操作時間。
本發(fā)明的目的是通過在這些操作期間隨著門速度的變化來保證平滑的開、關(guān)操作而改善電梯轎廂門的操作性能。
本發(fā)明的另一目的是縮短處理器在產(chǎn)生電梯轎廂門操作速度分布圖時所需要的時間。
按照本發(fā)明，用來移動電梯轎廂門的速度與時間關(guān)系曲線圖需要通過一個濾波器積分成位置與時間的關(guān)系曲線圖，然后將其作為電梯轎廂門初始化程序的一部分進行存儲，因此，每當按順序操作電梯轎廂門時，門就可以跟蹤存儲的位置與時間關(guān)系曲線圖。最初的速度與時間關(guān)系曲線圖是直線的分布圖，在本發(fā)明的一個最佳實施例中使其通過一個低通有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，將分布圖的頻率成分限制在控制系統(tǒng)的帶寬之內(nèi)，并且確保電梯轎廂門在各種操作期間的不同速度等級之間具有平滑的過渡過程。對分布圖頻率成分的限制可以確保該分布圖符合控制系統(tǒng)的帶寬，因而可以使門的實際運動跟蹤經(jīng)過濾波的速度分布圖。由于存儲了位置與時間的關(guān)系曲線圖，不需要為門的每次操作產(chǎn)生新的分布圖，這樣就節(jié)省了實時時間和處理器的時間。
本發(fā)明的優(yōu)點之一是門的操作時間可以適合控制系統(tǒng)的帶寬。
本發(fā)明的另一優(yōu)點在于可以避免電梯轎廂門出現(xiàn)越過門的終點位置等等誤動作現(xiàn)象。
本發(fā)明的再一優(yōu)點是不會引發(fā)門系統(tǒng)的共振現(xiàn)象。
根據(jù)以下結(jié)合附圖對解釋性實施例的詳細說明可以進一步認識本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點。


圖1是用于電梯轎廂門關(guān)門操作的直線的速度與時間關(guān)系曲線圖2是圖1的速度與時間關(guān)系曲線圖和經(jīng)過濾波的速度與時間關(guān)系曲線圖；以及圖3是按照本發(fā)明的圖2的經(jīng)過濾波的速度與時間關(guān)系曲線圖以及積分的位置與時間關(guān)系曲線圖。
參見圖1，在接通電梯轎廂門系統(tǒng)的電源時，由電梯轎廂門操作系統(tǒng)的軟件產(chǎn)生一個直線的速度與時間關(guān)系曲線圖。這種直線的速度與時間關(guān)系曲線圖代表了門的操作過程中在某一時刻所需的速度值。例如，在開始開門操作時，速度值比較低，以便使井道門連接到電梯轎廂的門上。在連接完成之后，將門加速到較高的速度值例如圖1中所示的速度峰值。較高的速度值一直保持到門被減速到停止速度。在門的操作接近結(jié)束時經(jīng)常需要較低的速度值使電梯轎廂門減速，或是在關(guān)門操作的情況下允許井道門脫離電梯轎廂門。
直線的分布圖通常是針對門的各種功能來產(chǎn)生的，例如開門，關(guān)門，轉(zhuǎn)向，或是針對各個樓層上需要的不同速度。決定直線的速度與時間關(guān)系曲線圖形狀的參數(shù)是可以改變的。這種參數(shù)的改變需要重新計算一個新的直線速度與時間關(guān)系曲線圖。
參見圖2，直線的速度與時間關(guān)系曲線圖需要通過一個低通的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。低通濾波器使高頻衰減，并且保證分布圖的頻率成分符合位置反饋控制系統(tǒng)的帶寬。在本發(fā)明的最佳實施例中，控制系統(tǒng)具有1到2赫茲(Hz)的位置控制帶寬。這一有限脈沖響應(yīng)濾波器圍繞著直線速度與時間關(guān)系曲線圖的轉(zhuǎn)折點計算移動加權(quán)的平均值，從而確保不同的速度值之間具有平滑的過渡過程。
盡管在最佳實施例中使用了低通的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，也可以使用低通的無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器。
參見圖3，在本發(fā)明的最佳實施例中，對經(jīng)過濾波的速度與時間關(guān)系曲線圖進行積分，從而獲得位置與時間的關(guān)系曲線圖。這樣，對于經(jīng)過濾波的速度與時間關(guān)系曲線圖上的每個點就可以計算出另一個點，并且描繪成位置與時間關(guān)系曲線圖上的一個點。在本實施例中之所以要產(chǎn)生速度與時間的關(guān)系曲線圖是因為在這種場合中用來操作門的閉環(huán)控制系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng)。然而，在使用速度控制系統(tǒng)的其他場合，也可以將速度與時間關(guān)系曲線圖作為速度控制系統(tǒng)的輸入。
然后，將電梯轎廂門每次操作的位置與時間關(guān)系曲線圖存儲在控制系統(tǒng)的RAM中。
在操作中，當電梯轎廂門操作系統(tǒng)的電源被接通時，就產(chǎn)生作為初始化程序一部分的直線的速度與時間關(guān)系曲線圖。然后使直線的速度與時間關(guān)系曲線圖通過低通FIR濾波器。然后根據(jù)控制系統(tǒng)所需要的輸入將經(jīng)過濾波的速度與時間關(guān)系曲線圖積分成位置與時間關(guān)系曲線圖。然后存儲這一分布圖供以后使用。當門控制器接收到移動電梯轎廂門的指令時，控制器就根據(jù)適當?shù)牟僮鱽硇拚鎯Φ奈恢门c時間關(guān)系曲線圖。
本發(fā)明的主要貢獻在于門控制器不需要為每個指令產(chǎn)生一個分布圖，并且不需要占用處理器的寶貴時間。本發(fā)明的另一主要貢獻是經(jīng)過濾波的分布圖的頻率成分符合閉環(huán)控制系統(tǒng)的帶寬。這樣就能防止電梯轎廂門出現(xiàn)越過終點位置一類的誤動作。另外，由于高頻成分被衰減了，不會引發(fā)門系統(tǒng)的共振狀態(tài)。
盡管本發(fā)明是按照其特定實施例的方式來表示和說明的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的條件下顯然還可以對本發(fā)明作出各種修改。例如，本發(fā)明是在沒有存儲分布圖的情況下使電梯轎廂門每次操作中的速度分布圖通過濾波器的。類似地本發(fā)明也可以存儲沒有濾波的分布圖供后續(xù)的操作中使用。
權(quán)利要求
1.產(chǎn)生電梯轎廂門速度分布圖的方法，上述方法包括以下步驟為門的指定動作產(chǎn)生一個直線的速度與時間關(guān)系曲線圖；使上述直線的速度與時間關(guān)系曲線圖通過一個低通濾波器，獲得經(jīng)過濾波的速度與時間關(guān)系曲線圖，以便限制上述速度與時間關(guān)系曲線圖中的頻率成分；對經(jīng)過濾波的上述速度與時間關(guān)系曲線圖積分，獲得一個位置與時間的關(guān)系曲線圖；以及存儲上述位置與時間的關(guān)系曲線圖。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是上述低通濾波器是一個低通有限脈沖響應(yīng)濾波器。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是上述低通濾波器是一個低通無限脈沖響應(yīng)濾波器。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是上述位置與時間關(guān)系曲線圖被存儲在RAM中。
5.產(chǎn)生電梯轎廂門速度分布圖的方法，上述方法包括以下步驟為門的指定動作產(chǎn)生一個直線的速度與時間關(guān)系曲線圖；以及使上述直線的速度與時間關(guān)系曲線圖通過一個低通濾波器，獲得經(jīng)過濾波的速度與時間關(guān)系曲線圖，以便限制上述速度與時間關(guān)系曲線圖中的頻率成分。
6.按照權(quán)利要求5的方法，其特征是上述低通濾波器是一個低通有限脈沖響應(yīng)濾波器。
7.按照權(quán)利要求5的方法，其特征是進一步包括存儲上述經(jīng)過濾波的速度與時間關(guān)系曲線圖的步驟。
8.產(chǎn)生電梯轎廂門速度分布圖的方法，上述方法包括以下步驟為上述電梯轎廂門的指定動作產(chǎn)生多個速度與時間關(guān)系曲線圖，將其作為初始化程序的一部分；以及存儲上述多個速度與時間關(guān)系曲線圖，從而可以根據(jù)上述電梯轎廂門的適當操作來修正上述多個速度與時間關(guān)系曲線圖。
9.用于電梯系統(tǒng)中的電梯轎廂門的一種電梯轎廂門操作系統(tǒng)，上述系統(tǒng)包括一個低通濾波器，用來對一個速度與時間關(guān)系曲線圖進行濾波，獲得經(jīng)過濾波的速度與時間關(guān)系曲線圖，以便限制上述速度與時間關(guān)系曲線圖中的頻率成分，使上述分布圖中的頻率成分符合控制系統(tǒng)的帶寬。
10.按照權(quán)利要求9的電梯轎廂門操作系統(tǒng)，其特征是上述低通濾波器是一個低通有限脈沖響應(yīng)濾波器。
11.按照權(quán)利要求10的電梯轎廂門操作系統(tǒng)，其特征是上述低通濾波器是一個低通無限脈沖響應(yīng)濾波器。
全文摘要
產(chǎn)生電梯轎廂門速度分布圖的一種方法包括產(chǎn)生一個直線的速度與時間關(guān)系曲線圖的步驟。然后使這種分布圖通過一個低通有限脈沖響應(yīng)濾波器,以便平滑不同的速度和加速度值之間的過渡過程,并且限制某些不需要的頻率。經(jīng)過濾波的分布圖可以被積分成位置與時間的關(guān)系曲線圖,并且存儲在控制系統(tǒng)的RAM中供后續(xù)的操作中使用。
文檔編號G05B19/416GK1187454SQ9710939
公開日1998年7月15日 申請日期1997年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月21日
發(fā)明者R·N·法爾勾 申請人:奧蒂斯電梯公司