電梯測(cè)速方法、系統(tǒng)以及電梯低速啟動(dòng)控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電梯測(cè)速方法、系統(tǒng)以及電梯低速啟動(dòng)控制方法，測(cè)速方法包括：S1、間隔預(yù)設(shè)時(shí)間Δt采樣正余弦編碼器輸出的模擬信號(hào)，將當(dāng)前采樣時(shí)刻記為t采樣時(shí)刻，所述模擬信號(hào)包括A信號(hào)和B信號(hào)；S2、讀取t采樣時(shí)刻的所述A信號(hào)的碼值y<A，t>和所述B信號(hào)的碼值y<B，t>，并根據(jù)所述碼值y<A，t>和碼值y<B，t>計(jì)算t采樣時(shí)刻的電角度θt；S3、根據(jù)t采樣時(shí)刻的電角度θt、前一個(gè)t-1采樣時(shí)刻的電角度θt-1計(jì)算出t采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)時(shí)間Δt內(nèi)的電角度增量Δθt，并根據(jù)電角度增量Δθt以及預(yù)設(shè)時(shí)間Δt計(jì)算得到當(dāng)前采樣時(shí)刻的速度Vt；S4、如果測(cè)速?zèng)]有結(jié)束，則轉(zhuǎn)步驟S1，繼續(xù)下一個(gè)采樣時(shí)刻的測(cè)速。該測(cè)速方法測(cè)速精度得到很大的提高，延時(shí)小，收斂快，適用于低速測(cè)試。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電梯測(cè)速方法、系統(tǒng)以及電梯低速啟動(dòng)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電梯測(cè)速方法、系統(tǒng)以及電梯低速啟動(dòng) 控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，電梯的實(shí)時(shí)測(cè)速一般是采用編碼器檢測(cè)把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成 脈沖信號(hào)輸出，根據(jù)采樣到的脈沖個(gè)數(shù)可以計(jì)算出電梯位置的改變，進(jìn)而得到電梯的速度， 但是這種方法存在一個(gè)缺陷就是精度不高。
[0003] 參考圖1，脈沖計(jì)數(shù)中，是根據(jù)脈沖串中的電平跳變進(jìn)行計(jì)數(shù)，編碼器輸出的脈沖 信號(hào)是經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換而來(lái)的，例如編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)一圈輸出N個(gè)正弦波，每個(gè)正弦波則對(duì)應(yīng)一 定的角位移，每個(gè)正弦波經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后對(duì)應(yīng)2個(gè)脈沖，那么現(xiàn)有技術(shù)中的測(cè)速方法并不 能保證一個(gè)脈沖跳變正好對(duì)應(yīng)四分之一個(gè)正弦波，比如圖中的某個(gè)采樣時(shí)刻K與上一個(gè)采 樣時(shí)刻K-1之間出現(xiàn)了 1此電平跳變，于是判定該采樣時(shí)間內(nèi)電角度增量為90°，對(duì)應(yīng)到正 弦波中可以看到這種估算有精度很差，而且正是由于這種角度估算偏差大，進(jìn)一步的限制 了對(duì)采樣頻率以及電極速度的要求，這種估算要求采樣頻率不能太大或者電極速度不能太 低，例如假如采樣頻率很快或者電極速度很低，有可能一個(gè)采樣時(shí)間段內(nèi)并沒(méi)有采樣到電 平跳變，那么計(jì)算出的速度就是〇 了，因此現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)速方法的測(cè)量實(shí)時(shí)性也會(huì)降低，僅 適合于高速測(cè)試。因此，現(xiàn)有技術(shù)的電梯實(shí)時(shí)測(cè)速方法不適合低速測(cè)試，且測(cè)速精度有待提 商。
[0004] 在電梯啟動(dòng)時(shí)，為了提高整個(gè)電梯控制系統(tǒng)在零伺服階段的控制性能，需在負(fù)載 突變時(shí)能及時(shí)檢測(cè)出負(fù)載的方向及負(fù)載大小，并通過(guò)反饋控制迅速給出與負(fù)載平衡的力 矩，以保證電梯系統(tǒng)在開(kāi)閘瞬時(shí)保證負(fù)載平衡，轎箱不會(huì)倒溜，乘客有較好的舒適感，從而 提高了電梯控制系統(tǒng)的整體性能。當(dāng)前電梯控制系統(tǒng)中，對(duì)于高速和低速測(cè)速有M法、T法 及M/T法等方法測(cè)速，但是這些測(cè)速方法必須經(jīng)過(guò)低通濾波環(huán)節(jié)后反饋給速度環(huán)，由于濾 波環(huán)節(jié)的存在，檢測(cè)的速度為平均速度，不是瞬時(shí)速度，對(duì)于瞬時(shí)負(fù)載變化的情況，整個(gè)控 制系統(tǒng)的響應(yīng)較慢，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的需求，而現(xiàn)有技術(shù)中的實(shí)時(shí)測(cè)速方法精度不 高且測(cè)試實(shí)時(shí)性受到限制，僅適用于高速測(cè)試，而電梯啟動(dòng)時(shí)一般速度比較低，因此現(xiàn)有技 術(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)速方法不適合。
[0005] 因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述實(shí)時(shí)測(cè)速方法不適合低速測(cè) 試且測(cè)速精度不高、平均測(cè)速方法不利于及時(shí)的反饋控制的缺陷，提供一種在電梯低速運(yùn) 行的情況下能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)速、且測(cè)速精度高的電梯測(cè)速方法、系統(tǒng)以及電梯低速啟動(dòng)控制 方法。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種基于正余弦編碼器的電梯 測(cè)速方法，用于對(duì)低速運(yùn)行的電梯進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)速，其中，所述方法包括以下步驟：
[0008]S1、間隔預(yù)設(shè)時(shí)間At采樣正余弦編碼器輸出的模擬信號(hào)，將當(dāng)前采樣時(shí)刻記為t 采樣時(shí)刻，所述模擬信號(hào)包括相位相差90°的A信號(hào)和B信號(hào)；
[0009]S2、讀取t采樣時(shí)刻的所述A信號(hào)的碼值y<A,t>和所述B信號(hào)的碼值y<B,t>，并根據(jù) 所述碼值y<A,t>和碼值y<B,t>計(jì)算t采樣時(shí)刻的電角度9t ;
[0010]S3、根據(jù)t采樣時(shí)刻的電角度et、前一個(gè)t-1采樣時(shí)刻的電角度0t_i計(jì)算出t采 樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)時(shí)間At內(nèi)的電角度增量A0t，并根據(jù)電角度增量A0t以及預(yù)設(shè)時(shí)間 At計(jì)算得到當(dāng)前采樣時(shí)刻的速度Vt;
[0011]S4、如果測(cè)速?zèng)]有結(jié)束，則轉(zhuǎn)步驟S1，繼續(xù)下一個(gè)采樣時(shí)刻的測(cè)速。
[0012] 本發(fā)明所述的電梯測(cè)速方法，其中，
[0013] 所述步驟S1中，A信號(hào)為正弦波信號(hào)，B信號(hào)為余弦波信號(hào)；
[0014] 所述步驟S2中，碼值y<A,t>和碼值y<B,t>與t采樣時(shí)刻的電角度0t的關(guān)系為：y<A, t> =sin0t/碼值精度，y<B,t> =cos0t/碼值精度。
[0015] 本發(fā)明所述的電梯測(cè)速方法，其中，所述步驟S2包括以下子步驟：
[0016]S20、確定A信號(hào)和B信號(hào)的碼值精度等級(jí)；
[0017]S21、讀取在t采樣時(shí)刻的所述A信號(hào)的碼值y<A,t>和所述B信號(hào)的碼值y<B, t>，對(duì) 所述碼值y<A,t>和碼值y<B,t>進(jìn)行濾波處理得到碼值Ytt,t)和碼值Yte, t);
[0018]S22、將碼值Ytt,t)和碼值Yte,t)進(jìn)行去零點(diǎn)處理并轉(zhuǎn)換為雙極性碼值；
[0019]S23、根據(jù)步驟S22中的雙極性碼值計(jì)算t采樣時(shí)刻的電角度0t，所述電角度0t 的計(jì)算公式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于正余弦編碼器的電梯測(cè)速方法，用于對(duì)低速運(yùn)行的電梯進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)速，其 特征在于，所述方法包括以下步驟： 51、 間隔預(yù)設(shè)時(shí)間△t采樣正余弦編碼器輸出的模擬信號(hào)，將當(dāng)前采樣時(shí)刻記為t采樣 時(shí)刻，所述模擬信號(hào)包括相位相差90°的A信號(hào)和B信號(hào)； 52、 讀取t采樣時(shí)刻的所述A信號(hào)的碼值y<A,t>和所述B信號(hào)的碼值y<B,t>，并根據(jù)所述 碼值y<A,t>和碼值y<B,t>計(jì)算t采樣時(shí)刻的電角度θt; 53、 根據(jù)t采樣時(shí)刻的電角度0t、前一個(gè)t-1采樣時(shí)刻的電角度計(jì)算出t采樣時(shí) 刻對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)時(shí)間At內(nèi)的電角度增量Λ0t，并根據(jù)電角度增量Λ0t以及預(yù)設(shè)時(shí)間At 計(jì)算得到當(dāng)前采樣時(shí)刻的速度Vt; 54、 如果測(cè)速?zèng)]有結(jié)束，則轉(zhuǎn)步驟S1，繼續(xù)下一個(gè)采樣時(shí)刻的測(cè)速。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯測(cè)速方法，其特征在于， 所述步驟Sl中，A信號(hào)為正弦波信號(hào)，B信號(hào)為余弦波信號(hào)； 所述步驟S2中，碼值y<A,t>和碼值y<B,t>與t采樣時(shí)刻的電角度Θt的關(guān)系為：y<A,t> =sinΘt/碼值精度，y<B,t> =cosΘt/碼值精度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電梯測(cè)速方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下子步驟： 520、 確定A信號(hào)和B信號(hào)的碼值精度等級(jí)； 521、 讀取在t采樣時(shí)刻的所述A信號(hào)的碼值y<A,t>和所述B信號(hào)的碼值y<B, t>，對(duì)所述 碼值y<A,t>和碼值y<B,t>進(jìn)行濾波處理得到碼值Y(A,t)和碼值Y(B, t); 522、 將碼值Y(A,t)和碼值Y(B,t)進(jìn)行去零點(diǎn)處理并轉(zhuǎn)換為雙極性碼值； 523、 根據(jù)步驟S22中的雙極性碼值計(jì)算t采樣時(shí)刻的電角度0t，所述電角度0t的計(jì) 算公式為：Θt =arctan(Y(A,t)/Y(B,t))。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電梯測(cè)速方法，其特征在于，所述步驟S21中進(jìn)行濾波處理的 公式如下：
其中，N為整數(shù)且大于等于1，所述y&ty表示t采樣時(shí)刻起往前推移i個(gè)采樣時(shí)刻的A信號(hào)的碼值，y(A,max)表示A信號(hào)在t采樣時(shí)刻起往前推移N-I個(gè)采樣時(shí)刻到當(dāng)前的t采樣 時(shí)刻內(nèi)的N個(gè)碼值中的最大值，y(A,min)表示A信號(hào)在t采樣時(shí)刻起往前推移N-I個(gè)采樣時(shí) 刻到當(dāng)前的t采樣時(shí)刻內(nèi)的N個(gè)碼值中的最小值，y(B,u表示t采樣時(shí)刻起往前推移i個(gè) 采樣時(shí)刻的B信號(hào)的碼值，y(B,max)表示B信號(hào)在t采樣時(shí)刻起往前推移N-I個(gè)采樣時(shí)刻到 當(dāng)前的t采樣時(shí)刻內(nèi)的N個(gè)碼值中的最大值，y(B,min)表示B信號(hào)在t采樣時(shí)刻起往前推移 N-I個(gè)采樣時(shí)刻到當(dāng)前的t采樣時(shí)刻內(nèi)的N個(gè)碼值中的最小值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電梯測(cè)速方法，其特征在于，如果t采樣時(shí)刻之前的全部的采 樣次數(shù)總計(jì)不足N次，則缺少的碼值均默認(rèn)為0。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電梯測(cè)速方法，其特征在于，所述碼值精度等級(jí)與A信號(hào)或B 信號(hào)的理論最大實(shí)際幅值和理論最小實(shí)際幅值之間的關(guān)系為：2M = (MAX-MIN)/L，其中，MAX 代表A信號(hào)或B信號(hào)的理論最大實(shí)際幅值，MIN代表A信號(hào)或B信號(hào)的理論最小實(shí)際幅值，M代表碼值精度等級(jí)，M為自然數(shù)且M> 6,L代表碼值精度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電梯測(cè)速方法，其特征在于， 所述方法還包括，在步驟Sl之前，首先轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器一圈，記錄采集到的A信號(hào)或者B信 號(hào)的理論最小實(shí)際幅值對(duì)應(yīng)的碼值Ytjff，所述步驟S22中的去零點(diǎn)處理包括：將碼值Y(A,t)和 碼值均減去碼值Yt5ff ; 所述步驟S22中的轉(zhuǎn)換為雙極性碼值包括：將去零點(diǎn)后的碼值Y(A,t)和碼值Y(B,t)的數(shù) 值分別減去2ΜΛ
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯測(cè)速方法，其特征在于， 所述步驟S3中電角度增量ΛΘt為：ΛΘt =Θt-θη; 速度Vt的計(jì)算公式為：Vt =ΛΘt/Λt， 如果當(dāng)前采樣時(shí)刻為第一次采樣對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，則Θt_i為編碼器的零點(diǎn)偏移角。
9. 一種基于權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的電梯測(cè)速方法的電梯測(cè)速系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)包括： 信號(hào)采樣模塊：用于間隔預(yù)設(shè)時(shí)間采樣正余弦編碼器輸出的模擬信號(hào)，所述模擬信號(hào) 包括相位相差90°的A信號(hào)和B信號(hào)； 碼值精度等級(jí)確定模塊：用于確定A信號(hào)和B信號(hào)的碼值精度等級(jí)； 碼值讀取模塊：用于在碼值精度等級(jí)確定模塊限定的碼值精度條件下讀取信號(hào)采樣模 塊獲得的A信號(hào)和B信號(hào)的碼值； 碼值濾波處理模塊：用于將碼值讀取模塊讀取的碼值進(jìn)行去零點(diǎn)處理并轉(zhuǎn)換為雙極性 碼值； 電角度計(jì)算模塊：根據(jù)碼值濾波處理模塊得到的雙極性碼值計(jì)算當(dāng)前采樣時(shí)刻的電角 度； 速度計(jì)算模塊：根據(jù)電角度計(jì)算模塊得到的當(dāng)前采樣時(shí)刻的電角度以及前一個(gè)采樣時(shí) 刻的電角度以及預(yù)設(shè)時(shí)間計(jì)算得到當(dāng)前采樣時(shí)刻的速度。
10. -種電梯低速啟動(dòng)控制方法，其特征在于，所述方法包括： S10、利用權(quán)利要求1 _8任一項(xiàng)所述的電梯測(cè)速方法，獲取當(dāng)前采樣時(shí)刻電梯的速度Vt， 計(jì)算當(dāng)前采樣時(shí)刻之前對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)時(shí)間△t內(nèi)的位置增量為：Θt-θη，并將當(dāng)前采樣時(shí)刻 之前的所有采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位置增量求和得到當(dāng)前時(shí)刻的位置； S20、根據(jù)給定位置和步驟SlO反饋的當(dāng)前時(shí)刻的位置確定是否需要調(diào)整輸出的給定 速度，如果不需要，則結(jié)束，否則，調(diào)整輸出的給定速度； S30、根據(jù)步驟S20輸出的給定速度和步驟SlO反饋的速度Vt控制電流輸出進(jìn)而調(diào)整 電梯的速度，轉(zhuǎn)步驟S10。
【文檔編號(hào)】B66B5/00GK104444671SQ201410495573
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】歐陽(yáng)博, 李冀禹 申請(qǐng)人:深圳市正弦電氣股份有限公司