无齿轮电梯反回滚控制.docx

无齿轮电梯反回滚控制
采用无偏置牵引电机
模型预测控制策略
王高林，齐江波，许进，张学广，美国电子和电气工程师学会会员，徐点过，美
国电子和电气工程师协会高级会员
摘要
直驱永磁牵引系统的研究已成为现代电梯的发展趋势。 电梯牵引机往往使用
低分辨率增量编码器作为位置和速度反馈装置， 因为它们的低成本。 为安装一个
与普通分辨率增量式编码器的无齿轮电梯防止轿厢回滚的发生， 提出了一种重量
transducers驱动转矩策略基于偏移无模型预测控制。低分辨率增量编码器的情 况下，这样的控制策略可以实现快速的动态响应和机械制动释放时无机械振动
法。 电机产生的电磁转矩可以很快平衡不确定的负载转矩， 最大限度地减少电梯
轿厢的滑动距离， 有助于实现优越的乘坐舒适性。 为了克服不确定性和牵引系统
的力学模型的非线性引起的预测模型的不匹配， 以及强烈的干扰， 模型修正器添
加到调整不匹配的预测模型。 在电梯启动过程中， 在零伺服运行过程中， 将等效
干扰估计器加入到预测模型中， 可以消除稳态速度误差。 最后， 仿真和实验结果
都是亲 vided 验证了所提出的控制策略可以实现短距离较小的滑动，滑动速度，
和更快的动态响应。
指数条款： 反回滚，无齿轮电梯，偏移模型预测控制（ MPC ） ，永磁曳引
机，乘坐舒适，重量 transducerless。
2014年 10月 29 日修订稿： 2015年 2 月 3 日修订；
接受 2015 年 3 月 28 日。 出版日期 2015 年 5 月 12 日 2015 年 9 月 9 日日期。
这项工作得到了部分研究基金，国家自然科学基金（ 51207030） ，部分由三角洲
环境和教育基础的电力电子科学与教育发展计划和资助下（ drek2015002） ，和部
分的基础研究基金，中央高校（给予打击。 bretiii 201407）。作者与电气工程及
其自动化哈尔滨工业大学金，哈尔滨 150001 学校、中国（电子邮件： wgl818 @
击中。 edu。 cn； humancn @ 126 .com； ******@；
******@； xudiang @击中。 edu。 cn） 。
本文中的一个或一个以上的数字颜色版本可在网上 。
数字对象标识符 .2431635
引言
永磁同步电机（PMSM）已被广泛用于各种应用-[5 ] [ 1 ]。近年来，吸引 了越来越多的关注，在永磁同步电机直接驱动电梯由于良好的动力学，高
效率，降低机械噪音，等电梯驱动技术，开发先进的机器，在许多领域的控
制策略驱动 [ 6 ]、 [ 7 ]、能源管理 [ 8 ] ，和电梯群控制 [ 9 ]， [ 10 ]的提出提高了电
梯的性能。 对于现代电梯的应用， 乘坐舒适性一直是最重要的问题之一。 以电磁
制动器在 antirollback 电梯启动时快速释放达到平衡扭矩，由安装在电梯轿厢的
重量传感器的负载信息通常是驱动系统提供配套的电磁转矩要求。 电梯称重装置
的研制，用于获取负载信息和先进的补偿策略，可以提高乘坐舒适性。
经过多年的应用和研究， 虽然补偿策略使用重量传感器可以满足电梯运行的
要求，仍然存在局限性：
1) 负载信息传输的通信板可能干扰因为长的电缆和复杂的复杂电磁环境。 2)
作为重量传感器来安装在电梯轿厢的底部， 对防振橡胶和汽车荷载的压缩变形是
不完全共线。所获得的负载信息可能有偏差。 3)电梯启动过程中的补偿策略的
性能取决于现场调试，不易避免不确定性。因此，体重 transducerless$专矩控制
策略的电梯启动时有一个重要的研究课题。所谓传导 -erless转矩控制策略是指
电梯控制系统可以产生一个合适的电磁转矩， 避免基于而不是依靠重量传感器获
取汽车荷载信息编码器反馈信号的电梯轿厢的回滚。 它应该实现一个平稳的启动
与可接受的滑动距离，没有机械振动。
已经提出了各种先进的控制策略，以提高对负载扰动的鲁棒性 [ 11 ] [ 15 ] ，
但是，这些方法是不适合的起动转矩控制的电梯。在 [ 16 ] ，负载转矩是由两种
调节方法采用二分法和楼梯算法计算补偿转矩跟踪， 分别地。 然而， 在电梯启动
时，机械振动仍然存在。在 [ 17 ] 中，新的转矩控制策略可以被描述为一个搜索
逻辑的基础上的摩擦模型。 然而， 机械振动是不能避免的邻近扭矩参考的大一步。
在[ 18 ]，通过估计加速度的二次误差比较操作得到了干扰力矩。然而，交流精
确的力学模型需要计算负载转矩。在 [