Способ поэтапного управления электроприводом лифта с учетом влияния упругостей тросов

 

Изобретение относится к регулируемым системам управления с обратным действием для изменения скорости, ускорения или замедления движения и может использоваться для улучшения динамических характеристик лифтов. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы, точности выполнения задания и комфорта при движении лифта. Для этого способ осуществляют путем управления и кабиной и противовесом по оптимальному закону с противоположными динамическими характеристиками. На закон движения накладывают ограничения по скорости, первой производной скорости, второй производной скорости, третьей производной скорости и четвертой производной скорости. В процессе движения скорость и ее производные достигают и удерживаются на максимально допустимых уровнях в течение рассчитанного времени. Оптимальный закон движения реализуется поэтапно и состоит из 31 этапа. Для реализации оптимального закона движения вводят второй двигатель, который посредством одного из тросов воздействует либо на кабину в случае, если масса противовеса превосходит массу кабины, либо на противовес в случае, если масса кабины превосходит массу противовеса, в направлении действия силы тяжести. Для выполнения оптимального закона движения и кабиной, и противовесом задающие воздействия для каждого из двигателей рассчитывают отдельно с учетом упругих деформаций тросов. 3 ил.

Изобретение относится к регулируемым системам управления с обратным действием для изменения скорости, ускорения или замедления движения.

Наиболее близким к заявляемому способу поэтапного управления электроприводом лифта с учетом влияния упругостей тросов является способ поэтапного управления электроприводом лифта [1], который принимается за прототип.

Существующий способ поэтапного управления электроприводом лифта осуществляют управлением двигателя по оптимальному, состоящему из семи этапов закону. Подъем (спуск) кабины осуществляют с увеличением скорости, движением с положительным (отрицательным) значением максимально допустимой скорости, с уменьшением скорости. Увеличение (уменьшение) скорости осуществляют с увеличением (уменьшением) первой производной скорости, движением с положительным (отрицательным) значением максимально допустимой первой производной скорости, с уменьшением (увеличением) первой производной скорости. Увеличение (уменьшение) первой производной скорости осуществляют движением с положительным (отрицательным) значением максимально допустимой второй производной скорости.

Лифт является трехмассовой электромеханической системой, состоящей из кабины, противовеса и электродвигателя, приводящего их в движение посредством системы тросов. Управление электроприводом ведется без учета влияния упругостей тросов, вызывающих колебания связанных масс, которые увеличивают нагрузки в тросе, уменьшают точность отработки заданного закона движения и ухудшают производительность системы.

Задача изобретения - повышение эффективности работы, точности выполнения задания и комфорта при движении лифта.

Управление ведут и кабиной, и противовесом по оптимальному закону с противоположными по знаку динамическими характеристиками. На закон движения накладывают ограничения по скорости, первой производной скорости, второй производной скорости, третьей производной скорости и четвертой производной скорости. В процессе движения скорость и ее производные достигают и удерживаются на максимально допустимых уровнях в течение рассчитанного времени. Оптимальный закон движения реализуется поэтапно и состоит из 31 этапа. Для реализации оптимального закона движения вводят второй двигатель, который посредством одного из тросов воздействует либо на кабину в случае, если масса противовеса превосходит массу кабины, либо на противовес в случае, если масса кабины превосходит массу противовеса, в направлении действия силы тяжести.

На фиг.1 показан подъемный механизм в случае, когда масса противовеса 3 меньше массы кабины с грузом 4. В этом случае воздействие первого двигателя 1 передается посредством тросов 5 и 6 на противовес и кабину соответственно в направлении, обратном действию силы тяжести. Второй двигатель 2 посредством троса 7 воздействует на противовес в направлении действия силы тяжести.

На фиг.2 показан подъемный механизм в случае, когда масса противовеса 3 больше массы кабины с грузом 4. В этом случае воздействие первого двигателя 1 передается посредством тросов 5 и 6 на противовес и кабину соответственно в направлении, обратном действию силы тяжести. Второй двигатель 2 посредством троса 8 воздействует на кабину в направлении действия силы тяжести.

Способ реализуется следующим образом.

Оптимальный закон движения реализуют последовательным выполнением 31 этапа (фиг.3). При подъеме (спуске) на этапах 1, 7, 11, 13, 19, 21, 25 и 31 четвертая производная скорости кабины и противовеса равна положительному (отрицательному) максимально допустимому значению ν⁽⁴⁾=ν⁽⁴⁾_MAX (ν⁽⁴⁾=-ν⁽⁴⁾_MAX, на этапах 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28 и 30 четвертая производная скорости кабины и противовеса равна нулю ν⁽⁴⁾=0, на этапах 3, 5, 9, 15, 17, 23, 27 и 29 четвертая производная скорости кабины и противовеса равна отрицательному (положительному) максимально допустимому значению ν⁽⁴⁾=-ν⁽⁴⁾_MAX (ν⁽⁴⁾=ν⁽⁴⁾_MAX).

На этапах 2, 14, 22 и 26 третья производная скорости кабины и противовеса равна положительному (отрицательному) максимально допустимому значению ν⁽³⁾=ν⁽³⁾_MAX (ν⁽³⁾=-ν⁽³⁾_MAX), на этапах 4, 8, 12, 16, 20, 24 и 28 третья производная скорости кабины и противовеса равна нулю ν⁽³⁾=0, на этапах 6, 10, 18 и 30 третья производная скорости кабины и противовеса равна отрицательному (положительному) максимально допустимому значению ν⁽³⁾=-ν⁽³⁾_MAX (ν⁽³⁾=ν⁽³⁾_MAX).

На этапах 4 и 28 вторая производная скорости кабины и противовеса равна положительному (отрицательному) максимально допустимому значению ν⁽²⁾=-ν⁽²⁾_MAX (ν⁽²⁾=ν⁽²⁾_MAX), на этапах 8, 16 и 24 вторая производная скорости кабины и противовеса равна нулю ν⁽²⁾=0, на этапах 12 и 20 вторая производная скорости кабины и противовеса равна отрицательному (положительному) максимально допустимому значению ν⁽²⁾=-ν⁽²⁾_MAX (ν⁽²⁾=ν⁽²⁾_MAX). На этапе 8 первая производная скорости кабины и противовеса равна положительному (отрицательному) максимально допустимому значению ν⁽¹⁾=ν⁽¹⁾_MAX (ν⁽¹⁾=-ν⁽¹⁾_MAX), на этапе 16 первая производная скорости кабины и противовеса равна нулю ν⁽¹⁾=0, на этапе 24 первая производная скорости кабины и противовеса равна отрицательному (положительному) максимально допустимому значению ν⁽¹⁾=-ν⁽¹⁾_MAX (ν⁽¹⁾=ν⁽¹⁾_MAX). На этапе 16 скорость кабины и противовеса равна положительному (отрицательному) максимально допустимому значению ν=ν_MAX (ν=-ν_MAX).

Длительность этапов 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29 и 31 определяют по формуле

длительность этапов 2, 6, 10, 14, 18, 22, 26 и 30 определяют по формуле

длительность этапов 4, 12, 20 и 28 определяют по формуле

длительность этапов 8 и 24 определяют по формуле

длительность этапа 16 определяют по формуле

где S_Ц - требуемое перемещение кабины лифта.

Для выполнения оптимального закона движения и кабиной, и противовесом задающие воздействия для каждого из двигателей рассчитывают отдельно с учетом упругих деформаций тросов.

Таким образом, реализация способа поэтапного управления электроприводом лифта с учетом влияния упругостей тросов позволит повысить эффективность работы, точность выполнения задания и комфорт при движении лифта.

Источник информации

1. Соколов М.М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов. - М.: Энергия, 1976, 488 с.

Формула изобретения

Способ поэтапного управления электроприводом лифта с учетом влияния упругостей тросов, двигатель которого воздействует посредством тросов на кабину и на противовес в направлении, противоположном силе тяжести, отличающийся тем, что вводят второй двигатель, воздействующий посредством одного из тросов либо на кабину в случае, если масса противовеса превосходит массу кабины, либо на противовес в случае, если масса кабины превосходит массу противовеса, в направлении действия силы тяжести, и осуществляют управление кабиной и противовесом лифта по оптимальному состоящему из 31 этапа закону с противоположными по знаку динамическими характеристиками, подъем (спуск) кабины осуществляют с увеличением скорости, движением с положительным (отрицательным) значением максимально допустимой скорости ν_MAX (-ν_MAX) длительностью, определяемой по формуле с уменьшением скорости, увеличение (уменьшение) скорости осуществляют с увеличением (уменьшением) первой производной скорости, движением с положительным (отрицательным) значением максимально допустимой первой производной скорости ν⁽¹⁾_MAX (-ν⁽¹⁾_MAX) длительностью, определяемой по формуле с уменьшением (увеличением) первой производной скорости, увеличение (уменьшение) первой производной скорости осуществляют с увеличением (уменьшением) второй производной скорости, движением с положительным (отрицательным) значением максимально допустимой второй производной скорости ν⁽²⁾_MAX (ν⁽²⁾мах) длительностью, определяемой по формуле с уменьшением (увеличением) второй производной скорости, увеличение (уменьшение) второй производной скорости осуществляют с увеличением (уменьшением) третьей производной скорости, движением с положительным (отрицательным) значением максимально допустимой третьей производной скорости ν⁽³⁾_MAX (-ν⁽³⁾_MAX) длительностью, определяемой по формуле с уменьшением (увеличением) третьей производной скорости, увеличение (уменьшение) третьей производной скорости осуществляют движением с положительным (отрицательным) значением максимально допустимой четвертой производной скорости ν⁽⁴⁾_MAX (-ν⁽⁴⁾_MAX) длительностью, определяемой по формуле , где s_ц - требуемое перемещение кабины лифта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3