[發(fā)明專利]直線電梯的磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)穩(wěn)定運行的控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410625099.4
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104444647A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖秀義;胡雨薇;胡慶;于海雁;韓露;張雪
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B66B1/06
• 分類號: B66B1/06;B66B7/02
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電梯控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及直線電梯用磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)運行控制方法。?

背景技術(shù)

如今越來越多的高層建筑建于亞洲和世界其他地區(qū)，例如臺北國際金融中心，吉隆坡石油雙塔。阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜的哈利法塔，總共有160層，總體建筑高828米，比臺北國際金融中心高出320米，這是人類歷史上第一個超過800米的建筑。這種建筑對電梯系統(tǒng)設(shè)計工程師提出一項艱巨挑戰(zhàn)。由于高層建筑的崛起對電梯系統(tǒng)提出更高的要求。高層建筑重點在于交通運輸系統(tǒng)的改善，同時高層建筑系統(tǒng)的電梯系統(tǒng)設(shè)計也存在技術(shù)門檻——曳引機和曳引繩的性能和工藝。此外，未來新型電梯必須具有高舒適度和低維護性的特點。因此，采用直線電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)有繩電梯轎廂曳引方式是未來新型電梯的發(fā)展方向。?

作為電梯曳引機的直線電機，多為雙邊式永磁直線同步電動機(PMLSM)，也有圓筒型直線電機。對于高層乃至超高層建筑而言，圓筒型直線電機在設(shè)計技術(shù)方面已達(dá)到極限。然而雙邊式永磁直線同步電動機(PMLSM)可以將永磁體動子安裝于電梯轎廂兩側(cè)，定子安裝于井道兩側(cè)與動子相對應(yīng)，由于定子可以分段設(shè)計，通過現(xiàn)場組裝而成，這種設(shè)計構(gòu)想使得雙邊式永磁直線同步電動機(PMLSM)可以應(yīng)用于高速以及超高速電梯中。?

直線電梯采用直線電機作為曳引機，需要導(dǎo)向系統(tǒng)。眾所皆知，常規(guī)電梯導(dǎo)向系統(tǒng)根據(jù)導(dǎo)靴結(jié)構(gòu)可以分為滾輪式和滑動式。由于這兩種導(dǎo)向系統(tǒng)均為直接接觸導(dǎo)軌對電梯轎廂進行導(dǎo)向，因而導(dǎo)軌的形變和連接點會加重振動和噪音，?這些振動和噪聲將通過滑輪或滑塊傳導(dǎo)到電梯轎廂，影響乘坐的舒適感。?

電梯平層時乘客進入與走出電梯轎廂，電梯運行時乘客走動、直線電機推力波動等都會對電梯轎廂產(chǎn)生水平方向振動，常規(guī)導(dǎo)向系統(tǒng)不具備主動調(diào)整電梯姿態(tài)能力，因此這種振動將直接影響電梯穩(wěn)定性和乘客乘坐舒適度，特別是在電梯高速運行情況下這種振動更明顯，消除這種振動是十分必要的。然而常規(guī)導(dǎo)向系統(tǒng)無法主動抑制并削弱轎廂振動，同時也已無法滿足高層乃至超高層建筑的電梯系統(tǒng)高速運行要求。而磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)可以電梯導(dǎo)靴和導(dǎo)軌之間無接觸，可實現(xiàn)系統(tǒng)無摩擦運行，增大電梯的速度提升空間，同時通過調(diào)整轎廂姿態(tài)滿足乘坐舒適度要求。此外，磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)無導(dǎo)軌潤滑油消耗，與傳統(tǒng)的機械導(dǎo)軌相比是進一步的優(yōu)勢。更重要的是，引入磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)可同時實現(xiàn)直線電機氣隙控制和減小轎廂振動。?

直線電梯是未來電梯發(fā)展的趨勢。隨著現(xiàn)代化不斷加深，越來越多的高層建筑出現(xiàn)，對于電梯系統(tǒng)也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的導(dǎo)靴存在很多缺點無法滿足直線電梯的需求，傳統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)無法主動抑制并削弱轎廂振動，存在摩擦力，無法滿足高層乃至超高層建筑的電梯系統(tǒng)高速運行要求。而磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)可以使電梯導(dǎo)靴和導(dǎo)軌之間無機械接觸，同時可實現(xiàn)直線電機氣隙控制和減小轎廂振動，實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運行，增大電梯的速度提升空間，通過調(diào)整轎廂姿態(tài)滿足乘坐舒適度要求。?

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的?

為有效地抑制磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)的外部擾動和參數(shù)攝動，提高系統(tǒng)的快速性和魯棒性，本發(fā)明提供一種直線電梯的磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)穩(wěn)定運行的控制方法，把整數(shù)階PID擴展到分?jǐn)?shù)階，同時為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，快速性和魯棒性，?提高分?jǐn)?shù)階PI^λD^μ控制器的參數(shù)準(zhǔn)確性，將模糊控制與分?jǐn)?shù)階PI^λD^μ控制相結(jié)合，利用模糊邏輯實現(xiàn)控制器參數(shù)的在線調(diào)整。?

技術(shù)方案?

一種直線電梯的磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)穩(wěn)定運行的控制方法，其特征在于：該方法步驟如下：?

(1)對于單磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)建模；?

(2)對單磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型采用分?jǐn)?shù)階PI^λD^μ控制方法；?

(3)對分?jǐn)?shù)階PI^λD^μ的控制參數(shù)用模糊控制的輸出量代替；?

(4)利用模糊邏輯實現(xiàn)控制器參數(shù)的在線調(diào)整。?

步驟(1)建立單磁懸浮導(dǎo)向系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型過程如下：電磁導(dǎo)向系統(tǒng)在X軸方向和Y軸方向受力相似，以X軸方向電磁鐵為研究對象進行受力分析和建模；?