專利名稱：電梯設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及優(yōu)化在電梯系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)控制的電梯門的功能，以改進(jìn) 電梯系統(tǒng)的性能。
背景技術(shù)：
在正常操作條件下的機(jī)械系統(tǒng)包括特定數(shù)目的由各種現(xiàn)象引起的運(yùn)動(dòng)阻 力(motion-resisting force)。如果可經(jīng)由測量或計(jì)算來建立這些力的大小， 則有可能利用這些信息來優(yōu)化系統(tǒng)的操:作。電梯系統(tǒng)包括大量經(jīng)受多個(gè)阻礙運(yùn)動(dòng)的力(如摩擦力和由可移動(dòng)質(zhì)量塊 (mass)引起的慣力和重力)的可機(jī)械移動(dòng)部分。在水平鐵軌上自動(dòng)移動(dòng)的電梯 門是這樣的部分中的一個(gè)來自不同方向的力作用在其上，并且，在其上下 邊緣兩者與使門的運(yùn)動(dòng)保持在軌道上的鐵軌接觸。阻礙電梯門的運(yùn)動(dòng)的力的 大小在不同的電梯系統(tǒng)之間改變。這些力的大小經(jīng)常也在電梯系統(tǒng)的運(yùn)行期 間改變。運(yùn)動(dòng)阻力的直接連續(xù)測量經(jīng)常難以實(shí)現(xiàn)；例如，不能有利地將分離 的"摩擦計(jì)(friction meter)"安裝到電梯門上。因此，優(yōu)選地，間接測量 阻礙門運(yùn)動(dòng)的每個(gè)力的大小。有可能創(chuàng)建正在討論的系統(tǒng)(即，這樣情況下是 電梯門)，其中觀察施加到門的力。在模型中作用的力包括阻礙門運(yùn)動(dòng)的摩擦 力、門的質(zhì)量和門關(guān)閉裝置產(chǎn)生的力。通過使用該模型，可能當(dāng)已知開啟和 關(guān)閉門的牽引(tractive)力的大小時(shí)計(jì)算期望的參數(shù)，并且測量門的加速度 或速率。這使得可能求解未知參數(shù)，例如摩擦力、門的質(zhì)量和施加到門的水 平力分量。當(dāng)獲知稱為運(yùn)動(dòng)(k ineUc)參數(shù)的以上提到的參數(shù)時(shí)，可更準(zhǔn)確地、 且以關(guān)于電梯系統(tǒng)的優(yōu)化方式控制例如開啟和關(guān)閉的門操作，從而改進(jìn)電梯 系統(tǒng)的性能。因此，我們處理優(yōu)化和參數(shù)估算的問題。在電梯系統(tǒng)中，門組件由隨著轎廂移動(dòng)的轎廂門和在不同層的著陸門組 成。現(xiàn)代的自動(dòng)電梯門通過與電梯轎廂集成的門操作器開啟或關(guān)閉，并且使 用例如直流在輥上滑動(dòng)。為了安全原因，通過關(guān)閉裝置單獨(dú)關(guān)閉著陸門，而不需要電動(dòng)機(jī)?？赏ㄟ^關(guān)閉重量(closing weight)或螺旋彈簧產(chǎn)生關(guān)閉裝置的關(guān)閉力。 乂人電動(dòng)積』控制器卡或直接/人電動(dòng)機(jī)電線(current lead)測量電動(dòng)才幾電流和對(duì) 應(yīng)的扭矩?？杀O(jiān)視的另一電動(dòng)機(jī)參數(shù)是所謂的轉(zhuǎn)速計(jì)脈沖信號(hào)。典型地，轉(zhuǎn) 速計(jì)信號(hào)由其頻率取決于電動(dòng)機(jī)速度、并且因此取決于門速度的方波組成?，F(xiàn)有技術(shù)的問題是電梯系統(tǒng)通常包括多個(gè)門，它們的運(yùn)動(dòng)參數(shù)可在不同 的門之間改變很大。參數(shù)的數(shù)目也可能很大。例如，具有服務(wù)30個(gè)樓層的8 部電梯的建筑包括240個(gè)門，應(yīng)當(dāng)為每個(gè)門確定若干運(yùn)動(dòng)參數(shù)。因此，在這 樣的情況下非常費(fèi)力，通常無法確定全部參數(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)解決方案是當(dāng)委 任系統(tǒng)時(shí)為電梯系統(tǒng)中最重的門定義適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)參數(shù)，并且使用這些參數(shù)來 控制電梯系統(tǒng)中所有的門。典型地，最重的門位于建筑的入口大廳，并可重 例如130公斤，而在樓層上的門可僅具有IOO公斤的質(zhì)量。換而言之，在現(xiàn) 有技術(shù)解決方案中，未執(zhí)行特定門優(yōu)化的操作。例如，用于控制門操作的電 動(dòng)機(jī)控制器的控制參數(shù)未被優(yōu)化，在電梯系統(tǒng)中也沒有不同門的速度剖面。 在上述示例情況下，可能通過針對(duì)IOO公斤而非130公斤的質(zhì)量來優(yōu)化著陸 門的速度剖面，來將電梯系統(tǒng)的運(yùn)輸能力增加2.3%，并將平均乘客等待時(shí) 間減少5%?，F(xiàn)有技術(shù)解決方案的又一缺點(diǎn)是門電動(dòng)機(jī)控制器可能隨著電動(dòng) 機(jī)負(fù)載改變而振蕩，從而引起不必要的機(jī)械重壓，同時(shí)執(zhí)行門操作所需的時(shí) 間不合理地增加。因此，存在對(duì)于確定在電梯系統(tǒng)中的門的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、以優(yōu) 化門操作的自動(dòng)方法的需要，以便允許改進(jìn)電梯系統(tǒng)的性能。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是克服以上提到的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。并且獲得可能經(jīng)由在 電梯系統(tǒng)中的門操作的門特定的優(yōu)化來改進(jìn)電梯系統(tǒng)的性能的新型解決方 案。本發(fā)明的另一目的是獲得以下目標(biāo)中的一個(gè)或多個(gè)-在所有的運(yùn)行狀況中，確保電梯門的安全操作；-使得能夠考慮到在執(zhí)行或門操作中的電梯系統(tǒng)的流量條件以及乘客特 定的需要；-減少在電梯系統(tǒng)中的門的故障和過早磨損； -幫助并加速電梯系統(tǒng)的開啟。本發(fā)明的概述本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的特征在于在權(quán)利要求1和14的特征部分中公開的還在本申請(qǐng)的描述部分和附圖中呈現(xiàn)了發(fā)明的實(shí)施例。還可以在以下權(quán) 利要求中完成的以外的其它方式定義申請(qǐng)中描述的發(fā)明內(nèi)容。發(fā)明內(nèi)容還可 由若干獨(dú)立的發(fā)明組成，尤其是如果按照直接或隱含子任務(wù)考慮本發(fā)明或考 慮獲得優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)。在該情況下，包括在權(quán)利要求中的一些屬性從獨(dú)立 的發(fā)明概念的角度開來是多余的。在本發(fā)明的基本概念的構(gòu)架內(nèi)，可與其它 實(shí)施例結(jié)合應(yīng)用發(fā)明不同實(shí)施例的特征。本發(fā)明關(guān)于用于改進(jìn)電梯系統(tǒng)的性能的方法。所述電梯系統(tǒng)包括至少一 部電梯，并且所述電梯包括一個(gè)或多個(gè)電梯門、以及至少一個(gè)用于開啟和關(guān) 閉上述一個(gè)或多個(gè)電梯門的門操作器。在該方法中，測量至少一個(gè)上述電梯 門的加速度和/或速率、以及移動(dòng)該門的門電動(dòng)機(jī)的扭矩。為電梯門創(chuàng)建合并 作用于電梯門上的力的動(dòng)態(tài)模型。此外，在該方法中，還通過利用上述測量 的加速度或速率和測量的扭矩、以及電梯門的動(dòng)態(tài)模型，來估算電梯門的運(yùn) 動(dòng)參數(shù)。使用所估算的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，優(yōu)化電梯門的操作以改進(jìn)電梯系統(tǒng)的性能。本發(fā)明還關(guān)于用于改進(jìn)電梯系統(tǒng)的性能的系統(tǒng)，所述電梯系統(tǒng)包括至少 一部電梯，并且，所述電梯包括一個(gè)或多個(gè)電梯門、以及至少一個(gè)用于開啟和關(guān)閉上述一個(gè)或多個(gè)電梯門的門操作器。所述系統(tǒng)還包括用于測量電梯門的加速度和/或速率、以及移動(dòng)電梯門的門電動(dòng)機(jī)的扭矩 的部件；電梯門的動(dòng)態(tài)模型，其包括作用于電梯門上的力； 用于通過利用所測量的加速度或所測量的速率和所測量的移動(dòng)電梯門的 電動(dòng)機(jī)扭矩以及該動(dòng)態(tài)模型來估算電梯門的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的部件；用于通過利用所估算的運(yùn)動(dòng)參數(shù)來優(yōu)化電梯門的功能以改進(jìn)電梯系統(tǒng)的 性能的部件。電梯門的動(dòng)態(tài)模型是本發(fā)明的關(guān)鍵部分。在每個(gè)干凈的門序列(Clean door sequence)之后更新模型的一些運(yùn)動(dòng)參數(shù)。"干凈的門序列，，指在關(guān)閉動(dòng) 作期間未重新開啟門的開啟和關(guān)閉動(dòng)作。模型包括門和關(guān)閉裝置、以及對(duì)其 施加的力，所述力包括摩擦力。通過利用該才莫型，可作將門的加速度和/或速 率估算為時(shí)間的函數(shù)。相互比較測量和估算的瞬時(shí)值，從而獲得誤差項(xiàng)。對(duì)于每個(gè)時(shí)刻，誤差項(xiàng)是3個(gè)變量(門質(zhì)量、施加到門上的摩擦力和由門的傾斜 引起的力)的函數(shù)。然后，通過期望的加權(quán)系數(shù)來加權(quán)每個(gè)平方誤差項(xiàng)，而計(jì) 算平方誤差項(xiàng)之和。為每個(gè)由此獲得的平方誤差項(xiàng)找到最小值，在該情況下， 所搜索的3個(gè)參數(shù)最佳地與實(shí)際一致。通過應(yīng)用本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)優(yōu)化電梯系統(tǒng)的電梯門的操作。 在此上下文中，"電梯門"指由電梯轎廂門和著陸門組成的水平滑動(dòng)門，其由 電動(dòng)機(jī)控制，并且可通過關(guān)閉裝置幫助其關(guān)閉。門的操作受到一些不同的運(yùn) 動(dòng)參數(shù)的影響，在所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)中，目前特別感興趣的參數(shù)是門質(zhì)量、施加 到門的摩擦力的大小、施加到門的水平力分量的大小和門關(guān)閉裝置的操作狀 態(tài)。通過使用運(yùn)動(dòng)參數(shù)，可優(yōu)化門的操作。經(jīng)由所述參數(shù)，有可能定義例如 控制門操作的電動(dòng)機(jī)控制器的控制參數(shù)，為門定義關(guān)閉序列和/或開啟序列的 優(yōu)化速度剖面，使得不超出規(guī)定允許的最高瞬時(shí)和/或平均運(yùn)動(dòng)門能量，或者， 基于電梯系統(tǒng)的流量條件和/或乘客特定的特殊需要來改變門的速度剖面。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過使用加速度傳感器來測量電梯門的加速度， 優(yōu)選地，將所述加速度傳感器放置到電梯門的可移動(dòng)門頁上。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過^f吏用與速率或位置成比例的信號(hào)來測量電梯 門的速度，所述信號(hào)是從所述門電動(dòng)機(jī)獲得的。在該實(shí)施例中，通過使用從 門電動(dòng)機(jī)獲得的所謂的轉(zhuǎn)速計(jì)(tacho)信號(hào)來測量該速度。轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)是這樣 的方波，其中，脈沖間隔取決于門電動(dòng)機(jī)的速度、以及由此的門的速度。根 據(jù)轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)，有可能計(jì)算出門速度?？商鎿Q地，有可能使用放置在門電動(dòng) 機(jī)或門頁上的所謂的絕對(duì)傳感器，來測量電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度、或門頁相對(duì)于 給定基準(zhǔn)的位置。通過導(dǎo)出絕對(duì)傳感器(absolute sensor)的位置角度，可獲得 與門速度成比例的信號(hào)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在動(dòng)態(tài)模型中使用的輸入?yún)?shù)由以下的參數(shù)中的 一個(gè)或多個(gè)組成電梯門的加速度、電梯門的速率、啟動(dòng)電梯門的門電動(dòng)機(jī) 的電流、電動(dòng)機(jī)的扭矩系數(shù)、電動(dòng)機(jī)的摩擦扭矩、電梯門的關(guān)閉彈簣的耦合 系數(shù)(force factor)、關(guān)閉重量的質(zhì)量、以及關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，、使用電梯門的動(dòng)態(tài)模型，估算電梯門的一個(gè)或多 個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，所述參數(shù)為電梯門的質(zhì)量、施加到電梯門的摩擦力、由門的傾 斜角度引起的力、以及關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在電梯門的動(dòng)態(tài)模型中將電梯門的加速度或速率建模為一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的函數(shù)。這些參數(shù)為電梯門的質(zhì)量、施加到電梯門的 摩擦力、由電梯門的傾斜角度引起的力和關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)。此外，在該 實(shí)施例中，作為電梯門的測量的瞬時(shí)加速度和在該模型中建模的電梯門的瞬 時(shí)加速度之間的差，或作為電梯門的測量的瞬時(shí)速率和在該模型中建模的電 梯門的瞬時(shí)速率之間的差，而計(jì)算第一誤差函數(shù)。在該實(shí)施例中，通過對(duì)第 一誤差函數(shù)平方、并利用期望的加權(quán)系數(shù)對(duì)在特定時(shí)間間隔上獲得的平方的 第一誤差函數(shù)求和，來計(jì)算第二誤差函數(shù)。通過最小化第二誤差函數(shù)來計(jì)算以下參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)電梯門的質(zhì)量、施加到電梯門的摩擦力和由電梯 門的傾斜角度引起的力，并且，將計(jì)算的參數(shù)反饋到動(dòng)態(tài)模型，以在下一計(jì) 算循環(huán)中使用。最后，將一個(gè)或多個(gè)計(jì)算的運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳遞到電梯門的門操作 器的控制器，以優(yōu)化電梯門的功能。在本發(fā)明的實(shí)施例中，關(guān)于電梯的啟動(dòng)來確定電梯門的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng) 參數(shù)，并且，在電梯門的動(dòng)態(tài)模型中將這些參數(shù)定義為恒定參數(shù)。通過在變 量中固定門的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，可簡化該計(jì)算。為了這樣做，通過對(duì)期 望次數(shù)的門操作取所述參數(shù)的平均值，來關(guān)于系統(tǒng)的啟動(dòng)或委任而確定期望 的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。所考慮的"教學(xué)時(shí)間段"的長度可為例如大約20次門操作。一 旦所述參數(shù)被定義為教學(xué)時(shí)間段的結(jié)果的平均，便將它們設(shè)置為恒定參數(shù)。 此后，優(yōu)化邏輯處理其中這些參數(shù)恒定的函數(shù)，于是，函數(shù)的處理需要比以 前少的計(jì)算能力和時(shí)間。例如，由于可假設(shè)在正常操作條件下質(zhì)量不顯著改 變，所以，門質(zhì)量可以是固定的。在本發(fā)明的實(shí)施例中，使用遺傳算法(GA)來檢測門關(guān)閉裝置的故障。根 據(jù)該實(shí)施例，遺傳算法包括染色體，其由描述關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)、施加到 門的摩擦力和由門的傾斜角度引起的力的基因組成。使用平方誤差函數(shù)作為 遺傳算法的優(yōu)良值(goodness value),并且，在確定遺傳算法的顯型 (phenotype)中使用門的動(dòng)態(tài)模型。遺傳算法(GA)提供可立即檢測門關(guān)閉裝置 的故障的優(yōu)點(diǎn)。使用GA，有可能同時(shí)確定門系統(tǒng)(包括或不包括關(guān)閉裝置)的 正確沖莫型、以及關(guān)于門摩擦和門傾斜的未知力。在遺傳算法的染色體上編碼 門的動(dòng)態(tài)模型的參數(shù)。在此上下文中，關(guān)于關(guān)閉裝置的操作的未知參數(shù)，即 施加到門的摩擦力和由門的傾斜角度引起的力是基因，換而言之，這些參數(shù) 一起形成染色體。染色體的優(yōu)良函數(shù)是平方誤差函數(shù)，即，由染色體代表的 顯型。通過不同的基因值，即，等位基因(alleles),來獲得相應(yīng)的不同的顯型，作為搜索的最終結(jié)果，GA優(yōu)化器從所述顯型中找到給出最小值的顯型。 對(duì)應(yīng)于該顯型的基因值指示正在被考慮的時(shí)刻的門系統(tǒng)的操作條件。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過利用電梯門的運(yùn)動(dòng)參數(shù)來確定一個(gè)或多個(gè)門 電動(dòng)機(jī)控制器的控制參數(shù)，所述控制參數(shù)為控制器的增益和控制器前饋扭矩 值的大小。通過優(yōu)化的控制器增益和前饋扭矩值，獲得準(zhǔn)確的門電動(dòng)機(jī)移動(dòng)， 并且，可通過門電動(dòng)機(jī)的不同負(fù)載減少控制器震動(dòng)。作為最終結(jié)果，可獲得 電梯門的移動(dòng)的加速度、以及由控制器震動(dòng)和拉緊門操作器機(jī)構(gòu)引起的力分 量的減小。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過使用 一個(gè)或多個(gè)輔助參數(shù)來確定電梯門速度 剖面，所述輔助參凄t為電梯門的最大允許的瞬時(shí)動(dòng)能(kinetic energy)、電 梯門的最大允許的平均動(dòng)能、電梯系統(tǒng)的流量條件、乘客特定的識(shí)別數(shù)據(jù)。 關(guān)于電梯系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)通常為電梯門定義在門的關(guān)閉運(yùn)動(dòng)期間，最大允許 的平均動(dòng)能和/或最大允許的瞬時(shí)動(dòng)能。通過^f吏用上述動(dòng)能值優(yōu)化在電梯系統(tǒng) 中的不同門的速度剖面，來優(yōu)化門的運(yùn)動(dòng)速度，并且同時(shí)優(yōu)化例如運(yùn)輸容量 的整個(gè)電梯系統(tǒng)的性能。另一方面，在使用電梯系統(tǒng)的乘客數(shù)量較少的情況 下，有可能減小門速度，從而改進(jìn)電梯系統(tǒng)中的乘坐舒適度，并且減少拉緊 門操作器機(jī)構(gòu)的力分量。類似地，可在計(jì)算速度剖面中考慮不同乘客的特定 需要，例如，通過當(dāng)輪椅中的乘客在電梯系統(tǒng)中行進(jìn)時(shí)，減慢門移動(dòng)的速度。在本發(fā)明的實(shí)施例中，將一個(gè)或多個(gè)電梯門的估算的運(yùn)動(dòng)參數(shù)存儲(chǔ)在電 梯系統(tǒng)中，優(yōu)選地，存儲(chǔ)在控制門功能的門操作器中。基于外部選擇信號(hào)， 從所存儲(chǔ)的參數(shù)中選擇將用于在每種情況下優(yōu)化門搡作的參數(shù)的參數(shù)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，用于選擇運(yùn)動(dòng)參數(shù)的外部信號(hào)是指示目的層的信 號(hào)，在電梯控制系統(tǒng)中、或在電梯系統(tǒng)的組控制中，生成所述信號(hào)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，用于選擇運(yùn)動(dòng)參數(shù)的外部信號(hào)是由與電梯轎廂一 起移動(dòng)的層檢測器生成的信號(hào)。


圖1呈現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的門的動(dòng)態(tài)模型，圖2代表根據(jù)本發(fā)明的用于確定模型的未知運(yùn)動(dòng)參數(shù)的方法，圖3代表根據(jù)本發(fā)明的用于確定模型的未知運(yùn)動(dòng)參數(shù)的第二方法，圖4代表根據(jù)本發(fā)明的用于確定;f莫型的未知運(yùn)動(dòng)參數(shù)的第三方法，以及圖5呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的功能框圖。
具體實(shí)施方式
為了確定在電梯系統(tǒng)中的作用在門上的力，為門創(chuàng)建了動(dòng)態(tài)模型，其中 考慮了作用于門上的力。在圖1中呈現(xiàn)了門的動(dòng)態(tài)模型。所應(yīng)用的基本定律 是牛頓第二定律，因此，作為物體的質(zhì)量和它的加速度的結(jié)果而獲得作用于物體上的力。關(guān)于摩擦力的另一基本定律給出了作為摩擦系數(shù)和所討論的將 物體壓向表面的力(對(duì)于在水平表面上移動(dòng)的物體來說是重力)的結(jié)果的、阻 礙物體的運(yùn)動(dòng)的摩擦力的大小。在動(dòng)態(tài)模型中，為了簡便起見，將所有移動(dòng)質(zhì)量假設(shè)為集中在單獨(dú)的質(zhì)點(diǎn)md。相應(yīng)地，在該系統(tǒng)中起作用(acting)的除 了電動(dòng)機(jī)摩擦力之外的所有摩擦力可被組合為單個(gè)集中的摩擦力項(xiàng)F^?？墒?用具有對(duì)其影響的5個(gè)不同的力來對(duì)門系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)操作建;f莫電動(dòng)機(jī)的力、 由關(guān)閉重量或彈簣引起的力、由門的傾斜角度引起的力、電動(dòng)機(jī)的內(nèi)摩擦力 和由門引起的摩擦力。系統(tǒng)的總質(zhì)量由門10的集中質(zhì)量和可能的關(guān)閉重量 ll的質(zhì)量組成。集中在門質(zhì)量md中的為包括在門機(jī)構(gòu)中的全部移動(dòng)質(zhì)量。 圖l呈現(xiàn)了系統(tǒng)的質(zhì)點(diǎn)、其中存在的力、以及速率及加速度的正方向。根據(jù)動(dòng)態(tài)模型和牛頓第二定律，獲得門10的瞬時(shí)加速度^(,)的表達(dá)式(1):arf《)--^-, (1) + 其中，當(dāng)關(guān)閉裝置為重量時(shí)，F(xiàn)m=Bl Ut)且Fcd(Xd(t))=mcd g,而當(dāng)關(guān)閉裝 置為彈簧時(shí)，F(xiàn)c"xd(t))=kcd(xd。+xd(t))。 Bl為電動(dòng)機(jī)的扭矩系數(shù)，L為電動(dòng)機(jī) 電流，F(xiàn)m為由電動(dòng)機(jī)引起的力，F(xiàn)uu為由門的傾斜引起的力的水平分量，F(xiàn)cd 為由關(guān)閉裝置引起的力，F(xiàn)^為電動(dòng)機(jī)的內(nèi)摩擦力，F(xiàn)^d為作用在門上并且由 所有子分量產(chǎn)生的集中摩擦力，md為門的所有質(zhì)量塊的共同集中質(zhì)量，而 mcd為配重(counterwdght)的質(zhì)量。如果關(guān)閉裝置為彈簧，貝'J mcd=0。由于關(guān)閉 重量為更廣泛使用的關(guān)閉裝置，所以，在后續(xù)描述中將專門針對(duì)它。但是， 這不表示本發(fā)明的裝置專門限于關(guān)閉重量；相反地，關(guān)閉裝置可由從彈簧或 一些其他設(shè)備得到其關(guān)閉力的機(jī)構(gòu)組成。當(dāng)通過本發(fā)明的設(shè)備采樣要關(guān)于門而測量的量、以確定運(yùn)動(dòng)參數(shù)時(shí)，發(fā) 生從連續(xù)時(shí)域(time world)到離散表示的轉(zhuǎn)變。現(xiàn)在將表達(dá)式(l)改為以下形式<formula>formula see original document page 14</formula>其中時(shí)刻t已被在該時(shí)刻具有當(dāng)前編號(hào)k的采樣代替。在門的動(dòng)態(tài)模型的參數(shù)中，要預(yù)先知道的那些參數(shù)是關(guān)閉重量的質(zhì)量、電動(dòng)機(jī)的扭矩系數(shù)和電動(dòng)機(jī)的內(nèi)摩擦力矩(friction moment)。關(guān)閉重量的質(zhì)量 可通過稱重而容易地確定。電動(dòng)機(jī)的扭矩系數(shù)和電動(dòng)機(jī)的內(nèi)摩擦力矩Tp可 通過使用測力計(jì)(dynamometer)或根據(jù)由電動(dòng)機(jī)制造商給出的說明書來確定。 使用測力計(jì)，可作為電動(dòng)機(jī)電流的函數(shù)而測量電動(dòng)機(jī)的扭矩。不同的電流值 的結(jié)果形成近似的直線T,其由以下方程代表r<formula>formula see original document page 14</formula>其中T(lm)為電動(dòng)機(jī)扭矩，而1Voyn為假設(shè)為已知的測力計(jì)的摩擦力。經(jīng)由線性回歸(linear regression),將未知變量Bl和T^確定為回歸線的角度系 數(shù)、以及y軸的交點(diǎn)。通過考慮門機(jī)構(gòu)的功率傳輸機(jī)制，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)扭矩而確定作用于門上 的力。在示例的情況下，向電動(dòng)機(jī)軸(motor shaft)提供半徑r的皮帶盤(belt pulley),移動(dòng)門頁(door leaf)的齒輪帶圍繞著該皮帶盤。因此，容易地獲得移 動(dòng)門頁的力為Fm = T/r。再次根據(jù)該模型，有可能確定未知參數(shù)，在當(dāng)前這一方面中，所述未知 參數(shù)為門的質(zhì)量、由傾斜引起的力和作用于門上的摩擦力。在圖2中呈現(xiàn)了用于確定未知運(yùn)動(dòng)參數(shù)的一個(gè)解決方案。通過控制邏輯 (未在圖2中示出)控制電梯門20的運(yùn)動(dòng)，其中，該控制邏輯給出用于開啟或 關(guān)閉門的命令。通過連接到電動(dòng)機(jī)控制卡的直流電動(dòng)機(jī)而移動(dòng)門。有可能從 該卡直接測量電動(dòng)機(jī)電流，其與電動(dòng)機(jī)扭矩成比例，并被稱為轉(zhuǎn)速計(jì)(tacho) 信號(hào)。從電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)生成器(tacho generator)獲得轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)，所述轉(zhuǎn)速 計(jì)生成器檢測電動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)速。在該實(shí)施例中，典型地，轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)為方 波形的信號(hào)。方波信號(hào)的頻率和脈沖間隔與門電動(dòng)機(jī)和門的速度成比例。在 2個(gè)連續(xù)脈沖之間，門總是移動(dòng)通過相同的部分距離dx。將從電動(dòng)機(jī)控制卡獲得的信號(hào)和由控制邏輯給出的命令傳遞到執(zhí)行信息 的收集和預(yù)處理的功能塊21。在該塊中，過濾門運(yùn)動(dòng)萄:據(jù)，以排除其中由于 出現(xiàn)在門的路徑中的障礙物(典型地，乘客)而造成在關(guān)閉移動(dòng)期間門必須被重新開啟的那些門開啟操作。在兩個(gè)轉(zhuǎn)速計(jì)脈沖之間的時(shí)間間隔dt期間，門移 動(dòng)通過恒定部分距離dx。在塊21中，現(xiàn)在，可如下計(jì)算在時(shí)間的每個(gè)時(shí)刻k 的門速率vd:<formula>formula see original document page 15</formula>預(yù)處理塊還包括用于誤差項(xiàng)的后續(xù)計(jì)算的加權(quán)系數(shù)。使用加權(quán)系數(shù)，可 比其他項(xiàng)更多地加權(quán)期望的誤差項(xiàng)。在預(yù)處理塊21中，為了進(jìn)一步處理而組 合關(guān)于門開啟和關(guān)閉操作的所有信息。此后，在該方法中的下一步驟是門的動(dòng)態(tài)模型22的處理。該模型已在以 上描述并在圖1中描繪。如上所述，模型的輸入?yún)?shù)是電動(dòng)機(jī)扭矩系數(shù)、電 動(dòng)機(jī)的摩擦扭矩、門關(guān)閉重量的質(zhì)量、電動(dòng)機(jī)電流、時(shí)間段dt和門速度Vd。 在該模型中，如下將門的加速度估算為3個(gè)變量的函數(shù)其中，Z&( ，^,&,)是在時(shí)刻k作用于門上的力的總和。根據(jù)所估算的門加速度，可如下估算門的速率 <formula>formula see original document page 15</formula> (6)其中vd,o為在時(shí)刻t=0的門速度。在下一步驟中，將所估算的門速度和在預(yù)處理塊中計(jì)算的門速度傳遞到 差分塊(differentiating block)23。從所測量的瞬時(shí)速率中減去所估算的瞬時(shí)速 率，并且，獲得的結(jié)果為誤差項(xiàng)ek。該誤差項(xiàng)ek為3個(gè)變量md、 Fm和Ftilt 的函數(shù)。使用加權(quán)系數(shù)Wk,可在塊24中計(jì)算所謂的平方誤差項(xiàng)E:五<formula>formula see original document page 15</formula>接下來，在本發(fā)明的方法的框圖中，將平方誤差項(xiàng)E傳遞到優(yōu)化器25。 優(yōu)化器的功能是最小化3個(gè)變量的函數(shù)(7a)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)最小值時(shí)，已針對(duì)于門質(zhì) 量、阻礙門運(yùn)動(dòng)的摩擦力和由門的傾斜角度引起的摩擦力而估算了對(duì)應(yīng)于所 述最小值的變量參數(shù)。圖3呈現(xiàn)了用于確定運(yùn)動(dòng)參數(shù)的另一個(gè)解決方案。在該示例中的操作與 圖2中圖解的過程非常相似?？刂七壿?未在圖3中示出)向門給出開啟或關(guān)閉命令。在沒有轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)可用的電梯的情況下，必須通過某種其他方法來監(jiān) 視電梯門的運(yùn)動(dòng)。 一種方法是在門頁上安裝加速度傳感器以監(jiān)視門加速度。 將所測量的加速度ad傳遞到信息收集和預(yù)處理塊31。如在以上描述的塊21 中，該預(yù)處理塊31過濾門運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，以排除那些其中由于出現(xiàn)在門的路徑中的障礙物而造成在關(guān)閉運(yùn)動(dòng)期間門必須被重新開啟的門開啟操作。在塊31 中，然后基于所測量的加速度，使用以下基本公式來計(jì)算門的速率Vd:<formula>formula see original document page 16</formula> (8)其中Vd,o為在時(shí)刻t=0的初始速度。另一方面，預(yù)處理塊31與圖2中的預(yù)處 理塊21的功能類似。在塊31和門的動(dòng)態(tài)模型32之間的信號(hào)與在圖2的方法 中那樣類似，其差異在于根據(jù)加速度而非速率來計(jì)算誤差項(xiàng)E。五( ,尸〃,i^,)-SwA("^,^,i^)2-min ， ^-5^-a^ (7c,7d) t ，在模型32中，通過方程(5)計(jì)算所估算的門加速度。將該信息直接饋送 到差異塊33中，其中所測量的加速度(在此情況下是從傳感器獲得的)和來自 模型的估算加速度彼此相減。得到誤差項(xiàng)ek，所述誤差項(xiàng)ek為與在圖2的示 例中相同類型的3變量函數(shù)。如上所述，在塊34中通過期望加權(quán)來對(duì)誤差進(jìn) 行平方。類似地，優(yōu)化器35以與優(yōu)化器25相同的方式工作。結(jié)果，如上獲 得相同的3個(gè)未知參數(shù)。在圖2和圖3呈現(xiàn)的示例中、以及在圖l的模型中，如果期望通過特定 的假設(shè)簡化模型和計(jì)算，則有可能固定模型的一個(gè)或多個(gè)力參數(shù)。通過優(yōu)化 器執(zhí)行的分析可通過例如假設(shè)門質(zhì)量為恒定來簡化。盡管如此，必須結(jié)合系 統(tǒng)的啟動(dòng)來確定門質(zhì)量。在實(shí)踐中，模型中的質(zhì)量被固定為作為質(zhì)量的平均 值獲得的值，例如從在每層的最初20次門操作獲得所述質(zhì)量的平均值。在該 "教學(xué)時(shí)間段"之后，優(yōu)化器必須為兩個(gè)未知參數(shù)(即，阻礙門運(yùn)動(dòng)的摩擦力 和由門的傾斜引起的力)查找值。現(xiàn)在減少了計(jì)算工作量，并且，尋找參^:的 任務(wù)變得更容易。在教學(xué)時(shí)間段之后，該方法與在圖2或圖3中的方法類似 地工作，但具有的區(qū)別在于現(xiàn)在md為固定的常量參數(shù)，并且ek和E均是 兩個(gè)變量的函數(shù)。電梯門的可能故障類型是門關(guān)閉裝置的故障。如果在維護(hù)期間移除了關(guān) 閉重量、且服務(wù)人員已忘記再次設(shè)置它，則這可能發(fā)生。故障的另一原因可為關(guān)閉重量的線纜(wire cable)的破損。這樣的故障隨著由傾斜引起的力Ftilt 的突然巨大增加而出現(xiàn)?？赏茢噙@樣的門的巨大傾斜不是實(shí)際傾斜的結(jié)果， 而是關(guān)閉力消失的結(jié)果。這導(dǎo)致需要通過適當(dāng)方法自動(dòng)化推斷關(guān)閉裝置的操 作狀態(tài)的處理。為此目的，可使用遺傳(genetic)算法。通過使用該算法，有可 能同時(shí)確定正確的門模型(包括或不包括關(guān)閉裝置)和未知力F^以及F他。在 搜索以得到摩擦力和傾斜力時(shí)，遺傳優(yōu)化器同時(shí)查找將產(chǎn)生最小傾斜力的系 統(tǒng)的模型。遺傳算法的原則是經(jīng)由處理器計(jì)算邏輯來創(chuàng)建人為進(jìn)化。問題是如何通 過改變"群體(population)"的屬性("基因，，)而獲得優(yōu)化的結(jié)果("顯型 (phenotype)")。用作改變的處理(即，遺傳操作)的方法是"選擇"、"雜交" 和"突變"。群體的最強(qiáng)成員"存活"，并且它們的性質(zhì)由后代繼承。在本發(fā) 明的方法的示例中，群體是模型中的一組參數(shù)矢量。在此上下文中， 一個(gè)參 數(shù)矢量對(duì)應(yīng)于一個(gè)染色體。每個(gè)染色體具有基因。在該上下文中的每個(gè)基因 對(duì)應(yīng)于一個(gè)要被優(yōu)化的模型參數(shù)，這些參數(shù)現(xiàn)在是關(guān)閉裝置的操作、門的摩 擦力和門的傾斜力。由這3個(gè)基因代表的解決方案可被稱為顯型。在遺傳算 法的操作中，首先通過隨機(jī)選擇的基因值來創(chuàng)建群體。對(duì)于在群體中的每個(gè) 染色體，計(jì)算"性能"或優(yōu)良值，在本示例中其為根據(jù)門的動(dòng)態(tài)模型計(jì)算的 上述平方誤差項(xiàng)。在基因算法中，搜索逐代進(jìn)行。從每代選擇具有最佳性能 的染色體，即，給出最小平方誤差項(xiàng)值的那些染色體，以包括在下一代中。 根據(jù)選擇之后的最佳替換物，使用雜交和突變創(chuàng)建下一代。作為遺傳操作的 結(jié)果，獲得新的、修改的群體，其中染色體的顯型與先前的群體完全或只有 某些基因不同。對(duì)于新的群體，計(jì)算性能值，即平方誤差項(xiàng)，因此進(jìn)一步產(chǎn) 生具有最佳性能的顯型。此后，檢查平方誤差項(xiàng)的數(shù)列(numbersequencc)以確 定其是否收斂，以及是否已經(jīng)處理足夠多的代、以確保收斂。作為最終結(jié)果， 在最后一代中的最佳個(gè)體的基因示出未知力的大小和關(guān)閉裝置的操:作狀態(tài)。上述遺傳算法的操作可與圖2和圖3的每個(gè)相關(guān)聯(lián)。以示例方式，圖4 呈現(xiàn)了當(dāng)遺傳算法與圖2相關(guān)聯(lián)時(shí)的操作原理。如圖2中，在圖4中測量門 電動(dòng)機(jī)的電流和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)脈沖信號(hào)。在預(yù)處理塊41中，計(jì)算門速度， 然后將其傳遞到差分塊43和門模型塊42。關(guān)于這一點(diǎn)，將門質(zhì)量假設(shè)為常 量。在模型中估算門速度，并同樣地將其傳遞到差分塊43。計(jì)算平方誤差項(xiàng) 的計(jì)算器44和所謂的GA優(yōu)化器45形成回路，以上關(guān)于遺傳算法的描述而描述了該回路的操作。將關(guān)于基因的信息從GA優(yōu)化器45傳遞到誤差項(xiàng)計(jì)算 器44，并且相應(yīng)地將性能值，即，平方誤差項(xiàng)E從誤差項(xiàng)計(jì)算器44傳遞到 GA優(yōu)化器45。作為搜索的最終結(jié)果，優(yōu)化器產(chǎn)生參數(shù)CD、 F^和F他。CD 代表關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)，其中例如值1表示關(guān)閉裝置的無故障操作，而值 0代表關(guān)閉裝置的故障。將這3個(gè)參數(shù)回傳到模型，于是，模型立即考慮關(guān) 閉裝置的操作狀態(tài)。因此，除了力參數(shù)，還立即找到最佳描述該系統(tǒng)的模型。 門開啟和關(guān)閉命令來自門控制系統(tǒng)(未在圖4中示出)。門的動(dòng)態(tài)模型現(xiàn)在為其中當(dāng)關(guān)閉裝置可操作時(shí)項(xiàng)CD為1，而當(dāng)關(guān)閉裝置不可操作時(shí)CD為0。為 了使遺傳算法能夠找到將產(chǎn)生最小傾斜角度的系統(tǒng)模型，還將傾斜力Ftilt包括 在誤差函數(shù)中- J>tet(Ci) )2 + (G < Gl). L尸化=min (10)其中K為縮放系數(shù)，G為通過遺產(chǎn)算法計(jì)算的代的當(dāng)前編號(hào)，以及G1為代 G的限制值，在所述限制值之后，傾斜力不再被包括在誤差函數(shù)(10)中。該安 排具有這樣的效果當(dāng)G<G1時(shí)，該搜索在搜索的最初階段查找到正確的系 統(tǒng)模型，而在最終階段更準(zhǔn)確地定義參數(shù)Fm和F他的值。當(dāng)G具有低于G1 的值時(shí)，項(xiàng)(G〈G1)的值為1，否則值為0。在實(shí)踐中，當(dāng)使用遺傳算法時(shí)，需要與系統(tǒng)的啟動(dòng)相關(guān)聯(lián)的時(shí)間段，在 所述時(shí)間段期間，門質(zhì)量可被充分準(zhǔn)確地確定。在教學(xué)時(shí)間段期間，假設(shè)關(guān) 閉裝置可操作，并且在首次門操作后確定md、 F^j以及F他。將計(jì)算重復(fù)與所 需要的門操作一樣多的次數(shù)，直到發(fā)現(xiàn)所計(jì)算的門質(zhì)量值充分收斂為止。此 后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)變到后教學(xué)時(shí)間段操作模式，其中，假設(shè)門質(zhì)量為恒定，但是參 數(shù)CD不為恒定。以上關(guān)于圖4的描述描述了該操作模式。在操作的開始，新的電梯門具有所謂的磨合(breaking-in)時(shí)間段，其間， 從優(yōu)化器獲得的參數(shù)可作為時(shí)間的函數(shù)而改變一些。在磨合時(shí)間段之后，跟 隨著穩(wěn)定操作時(shí)間段，在所述穩(wěn)定操作時(shí)間段期間，系統(tǒng)(門)的參數(shù)長時(shí)間實(shí) 際保持恒定。在穩(wěn)定操作的時(shí)間段之后，出現(xiàn)移動(dòng)部分的某種放松和易受拉 伸影響部分的拉伸。例如，引導(dǎo)在鐵軌上的門運(yùn)動(dòng)的輥可滑動(dòng)、或變舊，使 得一些輥不再連續(xù)地與門接觸。參數(shù)以及Ftilt還可由于例如對(duì)門的強(qiáng)烈碰撞的外部因素而改變。以上描述涉及用于優(yōu)化門的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的解決方案。為了優(yōu)化門操作，將方程(9)寫為其中aj是門在時(shí)刻t的加速度，CD是表示關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)的變量， b[md,F^F他,CD]T代表運(yùn)動(dòng)參數(shù)的矢量，以及Md(Im, ￡)代表門的動(dòng)態(tài)模型。通過求解方程(11)而獲得門的逆模型，我們得到 <formula>formula see original document page 19</formula> (12)讓我們4吏用表達(dá)式GT—F:Tm—Fd來表示其中根據(jù)電動(dòng)機(jī)扭矩Tm計(jì)算施加 到門的力Fd的函數(shù)。接下來，通過利用門的逆動(dòng)態(tài)模型和門加速度求解瞬時(shí) 電動(dòng)機(jī)扭矩。<formula>formula see original document page 19</formula> (13) 類似地，使用表達(dá)式Gu—T:U—Tm來表示計(jì)算通過電動(dòng)機(jī)生成的、與電動(dòng)機(jī)控制量u相對(duì)應(yīng)的扭矩Tm的函數(shù)。根據(jù)以下表達(dá)式獲得用于生成期望的扭矩 Tm的電動(dòng)機(jī)控制量u:(14)在門速率和由電梯規(guī)則允許的最大動(dòng)能之間的函數(shù)為v咖"2《 (15)在門操作期間門的最大平均動(dòng)能^和最大允許的瞬時(shí)動(dòng)能& 、以及門質(zhì) 量md和在門操作期間的門行程長度Wd已知，可從以下方程求解門的加速度a和門操作的速度剖面<formula>formula see original document page 19</formula>其中^是在時(shí)間間隔0—13中的平均門速度，t！是門加速度時(shí)間，(t2-ti)是恒定的門速度時(shí)間，以及(t3-t2)是在門操作期間的門減速時(shí)間。在方程(17a-c)中，假設(shè)加速度a為恒定。但是，本發(fā)明不專門限于恒定加速度，而是加速度剖面可在權(quán)利要求的限定中改變。在這種情況下，以上方程17a-c不必需有效，并且解決方案必需通過可在每種情況下應(yīng)用的計(jì)算方法來實(shí)現(xiàn)。圖5以示例方式呈現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的框圖，其中利用門的運(yùn)動(dòng)參數(shù)來優(yōu)化電梯系統(tǒng)中的門操作。在圖5中圖解的技術(shù)方案中，使用估算的運(yùn)動(dòng)參數(shù)來確定門電動(dòng)機(jī)控制器的增益、控制器的前饋扭矩值和門速度剖面。在圖5的示例中，系統(tǒng)與門操作器61集成。在圖5中，附圖標(biāo)記51代表其輸入?yún)?shù)為^、 ^以及門質(zhì)量md的門速度計(jì)算塊。作為計(jì)算塊51的輸出參數(shù)，獲得在時(shí)刻t與所計(jì)算的速度剖面一致的參考速率Vr和在時(shí)刻t的參考加速度ar。如果使用具有恒定加速度的速度剖面，則速度剖面計(jì)算塊51根據(jù)以上呈 現(xiàn)的方程16a-e和17a-c計(jì)算門速度剖面，使得門的最大允許的瞬時(shí)動(dòng)能^和平均動(dòng)能五P在門操作期間不被超過。在門開啟序列和關(guān)閉序列中，可允許不 同的動(dòng)能、以及由此的不同的速度剖面。開啟/關(guān)閉輸入?yún)?shù)指示當(dāng)前序列為 門開啟還是門關(guān)閉序列。在計(jì)算塊51中存儲(chǔ)的還有用于不同電梯門的門行程 長度(未在圖5中示出)，從所述用于不同電通門的門行程長度，通過輸入?yún)?shù) Nd來選擇在每種情況下要控制的門的門行程長度Wd。還可改變動(dòng)能參數(shù)^ 和；的大小，實(shí)踐中是減小，例如，在電梯系統(tǒng)中的流量條件不是擁擠、或乘客特定的識(shí)別信息指示出現(xiàn)殘疾乘客、或?qū)μ厥饪刂频哪撤N其它需要的情 況下。在圖5中，將在電梯系統(tǒng)中的流量條件和乘客指示信息作為一^:狀態(tài) 數(shù)據(jù)St和Sp呈現(xiàn)。在求和單元59中從由計(jì)算塊51獲得的參考速率Vr減去所測量的實(shí)際門速率Vd，以形成速率誤差Ve。
Ve是對(duì)控制器52的輸入?yún)?shù)，關(guān)于這一點(diǎn)，所述控制器52是傳統(tǒng)的PID控制器。將控制器的輸出參數(shù)UwD輸入到乘法器 57,其中通過與門質(zhì)量nid成比例的函數(shù)改變控制器的增益。在求和單元58 中求和從乘法器獲得的扭矩值Te和由前饋塊53計(jì)算的前饋扭矩值，并且將 結(jié)果輸入到控制門電動(dòng)機(jī)56的控制器卡54。門電動(dòng)機(jī)56控制器卡54產(chǎn)生 與電動(dòng)機(jī)扭矩成比例的控制信號(hào)u,即在直流電動(dòng)機(jī)為門電動(dòng)機(jī)的電流Im的 情況下的信號(hào)。門電動(dòng)機(jī)控制器卡54也產(chǎn)生與門電動(dòng)機(jī)的扭矩值Ta成比例的測量電流值Im。在圖5中的前饋塊53的功能是用于產(chǎn)生控制器前饋扭矩值Tf以補(bǔ)償由 施加到門質(zhì)量的期望的加速度、門的摩擦力和傾斜角度以及門關(guān)閉裝置？ 1起的力。為了計(jì)算前饋扭矩值，應(yīng)用在方程13中呈現(xiàn)的解決方案。圖5中的附圖標(biāo)記55代表用于估算電梯門的運(yùn)動(dòng)參數(shù)￡_的估算塊。在該塊中，基于所測量的扭矩值Ta和所測量的電梯門速率值Vd，估算電梯系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)電梯門參數(shù)，在如圖5中圖解的系統(tǒng)的情況下，所述運(yùn)動(dòng)電 梯門參數(shù)為門質(zhì)量md、施加到門上的摩擦力F^j、由門的傾斜引起的力Ftilt 和門關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)CD。以上在圖2、 3、和4中呈現(xiàn)了可用于參數(shù)估 算的方法。參數(shù)估算塊55包括存儲(chǔ)器部件60，在所述存儲(chǔ)器部件60中可存 儲(chǔ)在電梯系統(tǒng)中不同的門的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。為了從上述存儲(chǔ)器部件選擇門特定的 運(yùn)動(dòng)參數(shù)，使用輸入?yún)?shù)Nd。 Nd定義在每種情況下通過門操作器控制的門。 在電梯轎廂僅有一個(gè)門的電梯的情況下，例如，Nd為電梯的電梯轎廂當(dāng)前 所處的層的索引；或者當(dāng)電梯轎廂在層間移動(dòng)時(shí)的、電梯的目的層的索引。 該輸入?yún)?shù)Nd由電梯控制系統(tǒng)(未在圖5中示出)生成、或由與電梯轎廂一起 移動(dòng)的層檢測器(未在圖5中示出)生成。在圖5中，參數(shù)估算塊55與門操作 器的控制單元集成，但是其還可被實(shí)現(xiàn)為經(jīng)由例如無線通信鏈路的通信鏈路 與 一個(gè)或多個(gè)門操作器通信的分離計(jì)算單元，以讀取測量數(shù)據(jù)并將估算參數(shù) 傳送到門操作器。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在所述實(shí)施 例中已經(jīng)以示例方式描述了本發(fā)明，但是在以下呈現(xiàn)的權(quán)利要求中定義的本 發(fā)明概念的范圍內(nèi)本發(fā)明的不同實(shí)施例是可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于改進(jìn)電梯系統(tǒng)的性能的方法，所述電梯系統(tǒng)包括至少一部電梯，所述電梯包括至少一個(gè)電梯門、以及至少一個(gè)用于開啟和關(guān)閉所述電梯門的門操作器，其特征在于，所述方法包括以下步驟測量所述電梯門中的至少一個(gè)的加速度和/或速率、以及移動(dòng)電梯門的門電動(dòng)機(jī)的扭矩；為電梯門創(chuàng)建合并作用于電梯門上的力的動(dòng)態(tài)模型；通過使用所測量的加速度或所測量的速率、以及電梯門的所測量的扭矩和動(dòng)態(tài)模型，來估算電梯門的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；以及通過使用所估算的運(yùn)動(dòng)參數(shù)來優(yōu)化電梯門的操作，以改進(jìn)電梯系統(tǒng)的性能。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，通過使用加速度傳感器來測 量電梯門的加速度。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，通過使用與門的速率或位置 成比例的信號(hào)來測量電梯門的速率，所述信號(hào)是從所述門電動(dòng)機(jī)獲得的。
4. 如權(quán)利要求1 - 3中的任意一個(gè)所述的方法，其特征在于，用作動(dòng)態(tài) 模型的輸入?yún)?shù)的參數(shù)由以下參數(shù)中的 一個(gè)或多個(gè)組成電梯門的加速度、 電梯門的速率、致動(dòng)電梯門的門電動(dòng)機(jī)的扭矩、所述電動(dòng)機(jī)的摩擦扭矩、電 梯門的關(guān)閉彈簧的耦合系數(shù)、以及電梯門的關(guān)閉重量的質(zhì)量。
5. 如權(quán)利要求l-4中的任意一個(gè)所述的方法，其特征在于，通過利用 電梯門的動(dòng)態(tài)模型，來估算電梯門的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，所述參數(shù)為電梯 門的質(zhì)量、施加到電梯門的摩擦力、由門的傾斜角度引起的力、以及關(guān)閉裝 置的操作狀態(tài)。
6. 如權(quán)利要求1 - 5中的任意一個(gè)所述的方法，其特征在于，所述方法 還包括以下步驟在電梯門的動(dòng)態(tài)模型中，將電梯門的加速度或速率建模為一個(gè)或多個(gè)運(yùn) 動(dòng)參數(shù)的函數(shù)，所述參數(shù)為電梯門的質(zhì)量、作用于電梯門的摩擦力、由電梯 門的傾斜角度引起的力、以及關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)。作為電梯門的測量的瞬時(shí)加速度和在該模型中建模的瞬時(shí)電梯門加速度 之間的差，或作為電梯門的測量的瞬時(shí)速率和在該模型中建模的瞬時(shí)電梯門速率之間的差，而計(jì)算第一誤差函數(shù)；通過對(duì)第一誤差函數(shù)平方、并利用期望的加權(quán)系數(shù)對(duì)在特定時(shí)間間隔上獲得的平方的第一誤差函數(shù)求和，來計(jì)算第二誤差函數(shù)；通過最小化第二誤差函數(shù)來計(jì)算所述參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)； 將所計(jì)算的參數(shù)反饋到動(dòng)態(tài)模型，以在下一計(jì)算循環(huán)中使用。
7. 如權(quán)利要求l-6中的任意一個(gè)所述的方法，其特征在于，關(guān)于電梯 的啟動(dòng)而確定電梯門的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并且，在電梯門的動(dòng)態(tài)模型中， 將這些運(yùn)動(dòng)參數(shù)定義為恒定參數(shù)。
8. 如權(quán)利要求l-7中的任意一個(gè)所述的方法，其特征在于，所述方法 還包括以下步驟使用遺傳算法來檢測電梯門的關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)； 在遺傳算法中使用染色體，其由描述關(guān)閉裝置的才喿作、作用于電梯門的 摩擦力和由門的傾斜角度引起的力的基因組成；使用平方誤差函數(shù)作為遺傳算法的優(yōu)良值；以及 在確定遺傳算法的顯型中使用門的動(dòng)態(tài)4莫型。
9. 如權(quán)利要求1-8中的任意一個(gè)所述的方法，其特征在于，通過利用 電梯門的運(yùn)動(dòng)參數(shù)來確定致動(dòng)電梯門的門電動(dòng)機(jī)的控制器的控制參數(shù)中的一 個(gè)或多個(gè)，所述控制參數(shù)為控制器的增益和控制器前饋扭矩值。
10. 如權(quán)利要求l-9中的任意一個(gè)所述的方法，其特征在于，通過使用 一個(gè)或多個(gè)輔助參數(shù)來確定電梯門的速度剖面，所述輔助參數(shù)為電梯門的最 大允許的瞬時(shí)動(dòng)能、電梯門的最大允許的平均動(dòng)能、電梯系統(tǒng)的流量條件、 乘客特定的識(shí)別數(shù)據(jù)。
11. 如權(quán)利要求1-10中的任意一個(gè)所述的方法，其特征在于，將一個(gè) 或多個(gè)電梯門的估算運(yùn)動(dòng)參數(shù)存儲(chǔ)在電梯系統(tǒng)中，并且，基于外部選擇信號(hào)， 從所存儲(chǔ)的參數(shù)中選擇要用于電梯門的功能的優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，用于選擇運(yùn)動(dòng)參數(shù)的外部 信號(hào)是指示目的層的信號(hào)，所述信號(hào)是在電梯控制系統(tǒng)中、或在電梯系統(tǒng)的 組控制中生成的。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，用于選擇運(yùn)動(dòng)參數(shù)的外部 信號(hào)是由與電梯轎廂 一起移動(dòng)的層檢測器生成的信號(hào)。
14. 一種用于改進(jìn)電梯系統(tǒng)的性能的系統(tǒng)，所述電梯系統(tǒng)包括至少一部電梯，所述電梯包括至少一個(gè)電梯門、以及至少一個(gè)用于開啟和關(guān)閉所述電梯門的門操作器(61)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括測量部件(61),用于測量至少一個(gè)所述電梯門的加速度和/或速率、以及 移動(dòng)電梯門的門電動(dòng)機(jī)的扭矩；電梯門的動(dòng)態(tài)模型(22、 32、 42),其合并作用于電梯門的力；估算部件(55),用于通過使用所測量的加速度或所測量的速率、以及所 測量的移動(dòng)電梯門的電動(dòng)機(jī)扭矩、以及電梯門的動(dòng)態(tài)模型(22、 32、 42)，來 估算電梯門的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；以及優(yōu)化部件(51、 53、 57、 58)，用于使用所估算的運(yùn)動(dòng)參數(shù)來優(yōu)化電梯門 的才喿作，以改進(jìn)電梯系統(tǒng)的性能。
15. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括作為測量 門加速度的手段的、與加速度成比例的信號(hào)ad。
16. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括從所述 門電動(dòng)機(jī)獲得、并用作測量門速率的手段的與門的速率或位置成比例的信號(hào) vd。
17. 如權(quán)利要求14 - 16的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng) 還包括用于經(jīng)由以下動(dòng)作來確定動(dòng)態(tài)模型(22、 32、 42)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的 部件，所述動(dòng)作為測量電梯門加速度、測量電梯門速率、測量移動(dòng)電梯門的 門電動(dòng)機(jī)的電流、確定門電動(dòng)機(jī)的扭矩系數(shù)、確定電動(dòng)機(jī)的摩擦力扭矩、確 定電梯門的關(guān)閉彈簧的耦合系數(shù)、以及確定電梯門的關(guān)閉重量的質(zhì)量。
18. 如權(quán)利要求14-17的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，要在系統(tǒng) 中估算的運(yùn)動(dòng)參數(shù)為以下參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)(E):電梯門的質(zhì)量、施加到電 梯門的摩擦力、由門的傾斜角度引起的力和關(guān)閉裝置的4乘作狀態(tài)。
19. 如權(quán)利要求14 - 18的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng) 還包括建模部件，用于在動(dòng)態(tài)模型(22、 32)中對(duì)電梯門的加速度或速率建模， 所述加速度或速率被定義為電梯門的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的函數(shù)，這樣的參 數(shù)為電梯門的質(zhì)量、作用于電梯門的摩擦力、由電梯門的傾斜角度引起的力 和關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)。計(jì)算部件(23、 33)，用于計(jì)算第一誤差函數(shù)，作為電梯門的測量的瞬時(shí) 加速度和在該模型中建模的瞬時(shí)電梯門加速度之間的差異，或作為電梯門的測量的瞬時(shí)速率和在該模型中建模的瞬時(shí)電梯門速率之間的差異，獲得所述誤差函數(shù)；計(jì)算部件(24、 34)，用于計(jì)算第二誤差函數(shù)，通過對(duì)第一誤差函數(shù)平方、 并利用期望的加權(quán)系數(shù)(21, 31)來對(duì)在特定時(shí)間間隔上獲得的平方的第一誤 差函數(shù)求和，而獲得所述第二誤差函數(shù)；第一優(yōu)化部件(25, 35)，用于最小化第二誤差函數(shù)，從而確定電梯門的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)(E);以及第一反饋，用于將所計(jì)算的參數(shù)傳遞到動(dòng)態(tài)^t型(22、 32)以在下一計(jì)算循環(huán)中使用。
20. 如權(quán)利要求14-20的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng) 還包括第三優(yōu)化部件(45),用于使用遺傳算法來檢測電梯門的關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)；所述第三優(yōu)化部件(45)用于在遺傳算法中使用一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)作為 染色體的基因，所述參數(shù)是關(guān)閉裝置的操作、施加到門的摩擦力、以及由門 的傾斜角度引起的力；所述第三優(yōu)化部件(45)用于使用平方誤差函數(shù)(44)作為遺傳算法的優(yōu)良值；并且所述第三優(yōu)化部件(45)用于在遺傳算法的顯型的確定中使用門的動(dòng)態(tài)模 型(42)。
21. 如權(quán)利要求14-21的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng) 還包括用于確定移動(dòng)電梯門的門電動(dòng)機(jī)的控制器的控制參數(shù)的部件(57、 59), 所述控制參數(shù)為門電動(dòng)機(jī)的增益和控制器前饋扭矩值(Tf)。
22. 如權(quán)利要求14-22的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于通過使用一個(gè)或多個(gè)輔助參數(shù)來確定(51)電梯門的速度剖面的 部件，所述輔助參數(shù)為電梯門的最大允許的瞬時(shí)動(dòng)能(&)、電梯門的最大允許的平均動(dòng)能(~)、電梯系統(tǒng)的流量條件St、乘客特定的識(shí)別數(shù)據(jù)Sp。
23. 如權(quán)利要求14-23的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng) 還包括存儲(chǔ)部件(60)，用于將一個(gè)或多個(gè)電梯門的運(yùn)動(dòng)參凄丈存儲(chǔ)到電梯系統(tǒng)， 通過使用外部選擇信號(hào)(Nd),從所存儲(chǔ)的參數(shù)中選擇要用于電梯門的功能的 優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
24. 如權(quán)利要求14 - 24的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于選擇 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的外部選擇信號(hào)(N》是指示目的層的信號(hào)，已在電梯控制系統(tǒng)中或 在電梯系統(tǒng)的組控制中生成了所述信號(hào)。
25. 如權(quán)利要求14-25的任意一個(gè)所述的系統(tǒng)，其特征在于，已由與電 梯轎廂一起移動(dòng)的層檢測器生成了用于選擇運(yùn)動(dòng)參數(shù)的外部選擇信號(hào)(Nd)。
全文摘要
本發(fā)明的方法可用于改進(jìn)電梯系統(tǒng)的性能。在本方法中，測量在電梯系統(tǒng)中至少一個(gè)門的加速度和/或速率，并創(chuàng)建門的動(dòng)態(tài)模型。使用模型，加速度和速率的估算可被計(jì)算為未知參數(shù)的函數(shù)。根據(jù)估算的加速度或速率和測量的加速度或速率獲得誤差函數(shù)，并且在優(yōu)化器中執(zhí)行搜索以查找它的最小值。對(duì)應(yīng)于最小值的位置參數(shù)指示在考慮的時(shí)刻門的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的值。通過使用運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算值，對(duì)每個(gè)門優(yōu)化在電梯系統(tǒng)中的門的函數(shù)。使用遺傳算法，除了未知的運(yùn)動(dòng)參數(shù)之外，還可能確定門關(guān)閉裝置的操作狀態(tài)。
文檔編號(hào)B66B1/34GK101258087SQ200580051493
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2005年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月5日
發(fā)明者塔皮奧·泰尼 申請(qǐng)人:通力股份公司