CN103221326A - 用于***的主动噪声或振动控制的方法和*** - Google Patents

用于***的主动噪声或振动控制的方法和*** Download PDF

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Abstract

用于主动控制噪声和/或振动的***包括电机；用于感测该机器中的噪声和振动中的至少一个并且生成代表噪声的音频信号和代表振动的振动信号中的至少一个的至少一个传感器；获得噪声信号和振动信号中的至少一个的控制器，该控制器生成控制信号来减少该机器中的噪声和振动中的至少一个；以及接收这些控制信号并且生成该机器的驱动信号的电力电子设备。

Description

用于***的主动噪声或振动控制的方法和***
技术领域
    本文公开的主题涉及控制***，并且更具体地涉及用于例如电梯***的***的主动噪声和/或振动控制的方法和***。
背景技术
电梯使用机器（例如，电动机和牵引轮）来驱动耦合于电梯轿厢的带或绳索。该机器具有设计来首先满足强度要求而将噪声和振动留给较低优先级的结构（例如，框架）。机器中的噪声和/或振动可以由电梯轿厢的占用者感受到，由此使电梯中移动的体验降级。本领域中需要有用于减少电梯***中的噪声和/或振动的方法和***。
发明内容
根据本发明的一个方面，用于噪声和/或振动的主动控制的***包括电机；用于感测该机器中的噪声和振动中的至少一个并且生成代表噪声的音频信号和代表振动的振动信号中的至少一个的至少一个传感器；获得噪声信号和振动信号中的至少一个的控制器，该控制器生成控制信号来减少该机器中的噪声和振动中的至少一个；以及接收这些控制信号并且生成该机器的驱动信号的电力电子设备。
根据本发明的另一个方面，用于***中噪声和/或振动的主动控制的方法包括感测电机处的噪声和振动中的至少一个来生成噪声信号和振动信号中的至少一个；响应于该噪声信号和振动信号中的至少一个生成控制信号来减少该机器中的噪声和振动中的至少一个；以及响应于这些控制信号而生成该机器的驱动信号。
这些和其他优点和特征将通过下面与图结合来看的描述变得更明显。
附图说明
被认作是本发明的主题具体地指出并且在说明书结论处的权利要求中清楚地要求权利。本发明的前述和其他特征和优点通过下面与附图结合来看的详细描述而是明显的，其中：
图1是电梯***的框图；并且
图2是用于主动噪声和/或振动控制的过程的流程图。
详细描述通过参照图的示例解释本发明的实施例连同优点和特征。
具体实施方式
图1是示范性实施例中的电梯***100的各种组件的框图。在下文中没有讨论对于理解本发明所不需要的该***100的组件（例如导轨、安全装置等）。***100包括两个组件，即电机102和驱动器104。机器102将运动传递给电梯轿厢（未示出）并且包括马达106和牵引轮108。马达106可以是无刷永磁电动机。响应于来自驱动器104的驱动信号，马达106使牵引轮108转动。如本领域中已知的，一个或多个绳索或一个或多个带（未示出）卷绕在牵引轮108之上并且联接于电梯轿厢。马达106和牵引轮108可安装在底板110上。
驱动器104包括控制器120和电力电子设备122。控制器120可使用执行存储在计算机可读存储介质中的计算机程序指令的通用微处理器实现。在备选实施例中，控制器120可采用***集成电路元件、CSIC、ASIC或其他集成电路、逻辑电路、数字信号处理器、可编程逻辑装置（例如FPGA、PLD、PLA或PAL）或能够实现过程的任何其他装置或装置的布置实现。控制器120被编程来实现本文描述的功能。如本文更详细描述的，控制器120生成控制信号来补偿机器102中的噪声和/或振动。尽管在图1中示为邻近机器102，驱动器104可以位于任何适合的位置。
电力电子设备122从控制器120接收控制信号并且生成驱动信号给马达106。来自电力电子设备122的这些驱动信号作为主要功能指定马达106的方向和速度来通过多个模式操作电梯轿厢。在本发明中，这些驱动信号另外服务于减少噪声和/或振动，其通过将马达106作为致动器使用来生成特定振动以消除机器102的噪声辐射振动并且因此减少噪声辐射。
在机器102周围采用一个或多个传感器来收集由控制器120使用的信息。一个或多个加速计或振动传感器130可安装到例如底板110或马达106的经受振动的表面来检测结构承受的噪声或振动。音频传感器（例如，麦克风）132可在机器102附近安装来检测从机器102传出的声音噪声。速度传感器134（例如，旋转编码器）检测马达106和牵引轮108的速度。该速度传感器134可安装到马达轴或牵引轮。在备选实施例中，马达106的速度从由控制器120发出的控制信号得出，其消除对速度传感器134的需要。
图2是由控制器120实现的示范性处理的流程图。该过程在200开始，其中机器采用典型方式操作。也就是说，驱动器104响应于电梯呼叫和正常电梯操作状态而控制马达106的速度和方向。在202，控制器120从振动传感器130获得振动信号。在204，控制器120从音频传感器132获得音频信号。在206，控制器120获得速度值，其可从速度传感器134得出或由控制器120基于由控制器120生成的控制信号内部得出。
在208，控制器120使用速度值、音频信号和振动信号中的一个或多个来得出应用于电力电子设备122的控制信号。控制信号包括响应于电梯轿厢要求而指定马达速度和方向的操作分量。控制信号还包括解决由音频传感器132和/或振动传感器130检测的噪声和/或振动的校正分量。控制器120作为控制回路的一部分操作来减少机器102中噪声和/或振动的谱分量。控制器120中的控制算法提供机器102的稳定操作。
控制器120可将音频信号和/或振动信号滤波成目标特定频率。目标频率可对应于来自机器102的组件的预期机械共振。其他目标频率可对应于来自机器102的电磁（EM）谐波（例如，等于或高于第六谐波）。自适应控制算法可用于生成控制信号来抑制机器102中的振动和/或噪声。
电力电子设备122响应于来自控制器120的控制信号生成马达106的驱动信号。来自电力电子设备122的这些驱动信号将马达106作为致动器操作来控制机器102的振动。控制信号的校正分量包含在驱动信号中来使用马达106抑制机器102中感测的振动和/或噪声。因此，机器102继续按预期将运动传递给电梯轿厢，但还包括校正力来减少或修改机器102中的振动和/或噪声以改进电梯轿厢中或邻近机器的房间中的用户体验。
尽管本发明仅连同有限数量的实施例详细描述，应该容易理解本发明不限于这样公开的实施例。相反，可以修改本发明以包含此前未描述的许多变化、改动、替代或等同布置，但其与本发明的精神和范围相当。另外，尽管已经描述了本发明的各种实施例，要理解本发明的方面可仅包括描述的实施例中的一些。因此，本发明不视为由前面的描述限制，而仅由附上的权利要求的范围限制。

Claims (19)

1. 一种***，用于噪声和/或振动的主动控制，其包括：
电机；
至少一个传感器，其用于感测机器中的噪声和振动中的至少一个并且生成代表噪声的音频信号和代表振动的振动信号中的至少一个；
控制器，其获得噪声信号和振动信号中的至少一个，所述控制器生成控制信号来减少所述机器中的噪声和振动中的至少一个；以及
电力电子设备，其接收所述控制信号并且生成所述机器的驱动信号。
2. 如权利要求1所述的***，其中：
所述机器是电梯***的一部分并且包括马达和牵引轮，应用于所述马达的所述驱动信号减少所述机器中的噪声或振动。
3. 如权利要求1所述的***，其中：
生成所述噪声信号的所述至少一个传感器是音频传感器。
4. 如权利要求1所述的***，其中：
生成所述振动信号的所述至少一个传感器是加速计。
5. 如权利要求1所述的***，其中：
生成所述振动信号的所述至少一个传感器安装到所述机器的底板。
6. 如权利要求1所述的***，其中：
所述控制器获得指示所述机器的速度的速度值，所述控制器响应于所述速度值和所述噪声信号与振动信号中的至少一个而生成所述控制信号。
7. 如权利要求6所述的***，其中：
所述控制器内部获得所述速度值。
8. 如权利要求6所述的***，其中：
所述控制器从所述机器中的编码器获得所述速度值。
9. 如权利要求6所述的***，其中：
所述控制器响应于所述音频信号、振动信号和速度值而生成控制信号来减少所述机器中的噪声和振动中的至少一个。
10. 如权利要求1所述的***，其中：
所述控制信号包括用于将运动传递给所述机器的操作分量和减少所述机器中的噪声和振动中的至少一个的校正分量。
11. 一种用于***中噪声和/或振动的主动控制的方法，所述方法包括：
感测电机处的噪声和振动中的至少一个来生成噪声信号和振动信号中的至少一个；
响应于所述噪声信号和振动信号中的至少一个而生成控制信号来减少所述机器中的噪声和振动中的至少一个；以及
响应于所述控制信号而生成所述机器的驱动信号。
12. 如权利要求11所述的方法，进一步包括：
将所述驱动信号应用于所述机器中的马达来减少所述机器中的噪声和振动中的至少一个。
13. 如权利要求11所述的方法，其中：
感测振动在所述机器的底板处执行。
14. 如权利要求11所述的方法，进一步包括：
获得指示所述机器的速度的速度值，
所述生成所述控制信号来减少所述机器中的噪声和振动中的至少一个响应于所述速度值和所述噪声信号与振动信号中的至少一个而执行。
15. 如权利要求14所述的方法，其中：
获得所述速度信号由控制器内部执行。
16. 如权利要求14所述的方法，其中：
获得所述速度信号响应于所述机器中的编码器而执行。
17. 如权利要求14所述的方法，其中：
生成控制信号响应于所述音频信号、振动信号和速度值而执行。
18. 如权利要求11所述的方法，其中：
所述控制信号包括用于将运动传递给所述机器的操作分量和减少所述机器中的噪声和振动中的至少一个的校正分量。
19. 如权利要求11所述的方法，其中：
所述感测步骤感测将运动传递给电梯轿厢的电梯***的机器。
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