JPS61145090A - エレベ−タの速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はマイクロコンピュータで制御されるエレベータ
の速度制御方法に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

電動機のディジタル式速度制御装置では、速度検出器と
して１回転を２等分した回転位置でパルスを発生するパ
ルス発生器やブラシレスレゾルバ等の位置検出器が良く
用いられている。

ところで、この位置検出器は１／Ｐ回転する毎にノやル
スを発生するものであるから、速度を検出するには基準
となる時間間隔（タイミング）が必要となる。

すなわち、このことは位置検出器の出力パルスを処理し
て得られた速度検出値は上記基準タイミングでの平均値
を示していることとなし、検出値を得た時点での瞬時値
では無いことを意味する。しかも、ある周期毎にしか検
出値を得ることが出来ない。

一方、マイクロコンビーータで電動機を制御する場合に
は、各種の処理を時分割で行うので、速度制御演算に対
しては、ある周期を以て制御することとなる。この周期
は通常、上記検出の基準となるタイミングに同期させて
いる。

第２図はエレベータにおける電動機をマイクロコンピュ
ータで制御する装置の概要を示すプロ、り図であり、ま
た、第３図はこの装置の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。

第２図において、１は速度指令出力を発生する速度指令
器であり、その出力信号１ａはマイクロコンビーータ２
に取込まれるように接続されている。３はジャイアント
トランジスタ等による半導体スイッチで構成された電動
機駆動装置であ）、この電動機駆動装置３は前記マイク
ロコンピュータ２によって与えられた制御信号２ａに応
じて電動機４に与える電圧・周波数を可変した出力電力
を電動機４に印加してこれを駆動する。尚、ここでは電
動機として三相誘導電動機を想定している。

５は電動機４の回転位置を検出する位置検出器でｓｂ、
７は上記位置検出器５よシの検出信号５ａを受け、検出
位置に応じた・やルス数の出力信号及びその信号が有効
であるか否かを識別するためのデータ確認信号７ｂを発
生するパルス変換器である。６はタイマであり、上記デ
ータ確認信号７ｂとある時間間隔で同期して前記マイク
ロコンピュータ２に割込み信号６ａを与える。

次に上記構成の制御装置の作用を第３図のタイミングチ
ャートを用いて説明する。

エレベータの運行は速度指令器１の出力する速度指令信
号１ａによって定められる速度に電動機駆動装置３を制
御して、電動機４のトルクを制御することにより行われ
る。

すなわち、速度指令信号１ａはマイクロコンピュータ２
に与えられ、一方、電動機４０回転位置が位置検出器５
によって検知されて、所定回転位置毎に検出出力を発生
する。そして、この位置検出器５の検出出力はパルス変
換器７に与えられ、ここで、該検出出力は検出位置に応
じたパルス数の出力信号７ａに変換される。また、パル
ス変換器７からは同時に出力信号７ａが有効であること
を示すデータ確認信号７ｂが出力されてマイクロコンビ
ーータ２に与えられる。またタイマ６より所定の周期で
出力信号６ａが出力され、これは割込み信号としてマイ
クロコンピュータ２に与えられる。この割込み信号６ａ
はデータ確認信号７ｂが「Ｌ」レベルのとき有効である
ことを示すものであるとするとデータ確認信号７ｂのダ
ウンエツジに同期して出力される。

従って、マイクロコンピュータ２はこの割込み信号があ
る毎に所定の割込み処理を行う。この割込み処理はタイ
ムチャートにおける（１）　、　（Ｉ［）　。

（１）であるとすると、割込み処理がか＼ると（Ｉ）→
（ＩＩ）→（ト）の順に処理を行う。ここで、（Ｄの処
理が、速度制御演算のための割当て時間であるとすると
、（■）の期間にパルス変換器７の出力パルス数をカウ
ントレ、これよし、エレベータの実速度を求めて、この
実速度と速度指令出力の偏差分を補正するような制御信
号２ａを演算により求めて出力し、電動機駆動装置３に
与える。

従って、電動機駆動装置３はこの制御信号２ａに見合う
出力を発生して電動機４を駆動させるので、指令速度に
追従したかたちでエレベータが運転されることになる。

尚、第３図はデータ確認信号７ｂのタイミング及びタイ
マ出力信号（割込み信号）６ａがマイクロコンピュータ
２に与えられた場合の例である。また、マイクロコンピ
ュータ２への割込み周期Ｔ（サンプリング時間）は制御
系の安定性及び割込み処理内容（Ｉ）　、　（ＩＩ）　
、　（ＩＩＩ）の演算時間を考え合わせて決められる。

そして、（Ｉ）の処理の後、予め設定された入出力処理
、あるいはその他、必要な処理である（■）、（至）の
処理が成され、これら、（１）　、　（ｎ）　、　ＧＯ
）は速度側＃における１サンプリング周期１間に順に実
行されることになる。

さて、上述のようなマイクロコンピュータによるディジ
タル速度制御を行う速度ｉ’ＵＩＪ御装置でエレベータ
を駆動する場合、機械系に存在する共振を抑制し、エレ
ベータの乗シかごに与える振動を軽減するために、種々
の補償が成される。

第４図はその振動補償を行うことのできるエレベータ制
御系の概略を示すブロック図である。

第４図中、１０は速度指令値ＦＲＲＥＦと実際のＸ　Ｖ
−＜−夕の速度ＰＲの偏差よし、エレベータ駆動用の電
動機のトルク指令値ＴＡを演算する速度制御演算部であ
る。１１は電流制御系を含む機械系の伝達部であし、第
２図における電動機駆動装置３と電動機４に対応する。

即ち、その出力ＦｆＬはエレベータの実際の速度となる
。

さて、１２．１３は上記の如く、エレベータの運行時に
おけるかご内の振動を軽減するために設けられたループ
であし、１２は慣性系シミュレーション部であって、前
記トルク指令値ＴＡより、エレベータ機械系を完全な剛
体と見做した場合の速度を演算するものである。該慣性
系シミュレーション部１２よシの出力ＦＲＨと実際の速
度信号Ｆ几の偏差Ｄ−８ＰＨがエレベータのかご円振動
を発生させる要素と考えられる。

従って、その差を無くすように制御すれば良いことにな
る。１３はその偏差（前記出力ＦＲＨと実際の速度信号
Ｆ几との偏差）　Ｄ−８ＰＨより振動を抑制するための
トルク指令値ＴＢを算出する補償演算部である。また、
ＴＬはエレベータの不平衡負荷を補償する不平衡負荷ト
ルク指令値である。

このような系において、速度制御部１０は速度指令に対
する実際の速度信号Ｆ几の差を無くすようなトルク指令
値ＴＡを発生し、これと不平衡負荷トルク指令値ＴＬ及
び補償演算部１３の求めた運転時のかごの振動を抑制す
るためのトルク指令値ＴＢを加えて制御信号ＴＭとし、
これを機械系伝達部１１に与えることによって、こ゛こ
で制御信号Ｔ　Ｍに対応した電圧、周波数の出力を発生
し、電動機に与えて駆動させ、前記制御信号ＴＭに見合
うトルクを発生させてエレベータを運行する。

第４図中、破線で囲んだ部分、すなわち、慣性系シミュ
レーション部１２及び補償演算部１３よりなる振動抑制
演算のループをＰＴＡＬ−Ｂ速度制御演算部と呼ぶこと
にすると該ＰＩＡＬ−Ｂ速度制御演算部の演算処理は第
３図のタイミングチャート中では速度制御演算用に割当
てた（ト）の期間内に行われることになる。

さて、上記のような方法で振動抑制演算を含めた速度制
御をディジタル制御方式で行なおうとすると前述の如く
、速度はある周ＸＡＴ毎でしか検出できないので、通常
の速度制御には十分でも、速度の微小偏差をとらえて振
動を抑制する制御演算（ＰＩＡＬ−Ｂ速度演算）では特
に振動周波数の高いものに対しては、上記周期では間に
合わず、どうしてもその振動抑制効果が悪くなると云う
問題がある。

この解決策として速度制御のサンプリング周期Ｔを短く
して速度制御演算処理をふやすようにすることが考えら
れるが、マイクロコンピュータにおける各種割込み処理
における（Ｄ　、　（Ｉｆ）　。

（ト）各々の実行時間を考えると、それＫも限界がある
。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みて成されたもので、その目的
とするところはかと振動抑制用速度制御演算の処理のみ
は短い周期で割込み処理させることにより運行時におけ
るかごの周波数の高い振動に対しても十分く効果的な抑
制をできるようにしたコンビーータ制御エレベータの速
度制御方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

すなわち、上記目的を達成するため本発明はエレベータ
運転の目標速度を与える指令を発生してこれに対応した
速度を得るに必要なエレベータ駆動系の制御出力をエレ
ベータの実速度から算出する速度制御処理等、各種処理
を所定周期でコンピュータに割込み処理させ、また、前
記目標速度を得るための算出した制御出力と前記実速度
からエレベータの速度をシミュレートし、このシミュレ
ート速度と前記実速度の差を求めてこれよシ該差を縮小
するに必要な補正制御量を求める振動抑制制御演算処理
を前記速度制御処理期間に実行させ、前記速度制御処理
により求めた制御出力に前記振動抑制制御演算処理によ
り求めた補正制御量を付加してエレベータ駆動系忙制御
量として与え、速度制御時のエレベータかごの振動抑制
を行うようにしたエレベータ制御装置において、前記振
動抑制制御演算処理はエレベータの前記実速度検出周期
に合わせて高頻度に行わせるようにし、これによって、
振動抑制制御演算の回数をふやして高い振動周波数の振
動に対しても十分抑制できるようにする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

本発明は変更することに対し問題の多い速度制御のサン
プリング周期Ｔを変えることなく、振動抑制演算の部分
だけをパルス変換器７のデータ確認信号７ｂの出力期間
すなわち、速度検出信号の有効期間に合わせて行わせる
ようにし、これにより、振動抑制制御演算の見かけ上の
サンプリング周期を短くし、周波数の高い振動に対して
もその抑制効果を十分に発揮できるようにしたものであ
る。

以下、第１図、第２図、第４図を用いて本発明を説明す
る。

本発明においては第２図の速度制御装置を制御するに当
し、マイクロコンピュータ２に対し、前記ＰＩＡＩ□−
Ｂ（第４図における慣性シミュレーシ百７部１２および
補償演算部１３よシなる前記振動抑制演算ループ）演算
の処理の優先度を高くし、また、ＰＩＡＬ−Ｂ演算の割
込み発生時以外ではデータ確認信号７ｂのダウンエツジ
に同期させて速度制御演算の割込みをマイクロコンピュ
ータ２Ｋかけるように割込み優先順位を設定し、且つ、
従来通シ速度制御演算の後に前記ＰＩＡＬ−Ｂ演算の処
理を実行させるように設定する。

そして、速度制御サンプリング周期Ｔ内の処理の順位を
処理時間と優先度に従って、ここでハＰＩＡＬ−Ｂ　ｆ
ｉ算、（ＩＩ）　、　（１）　、　（ＤＩ）（７）順と
し、速度制御演算（１）の処理はＰＩＡＬ−Ｂ演算部込
み時以外の時のデータ確認信号７ｂのダウンエツジに同
期させるようにする。

このように設定しであると先ず、第１図において、時刻
１１時にデータ確認信号７ｂとタイマ信号６ａの発生に
よりマイクロコンピュータ２に割込みがかけられる。す
なわち、タイマ信号６ａの発生時洸、同時に第２図のパ
ルス変換器７よ多出力されるデータ確認信号７ｂダウン
エツジに同期して前記ＰＩＡＬ−Ｂ割込み用のタイマ信
号６ａがマイクロコンピュータ２に与えられる。すると
、マイクロコンピータ２は割込み処理に入し、前述した
第４図の振動抑制制御の演算ＰＩＡＬ−Ｂを実行する。

この場合、慣性系シミュレーション部１２よシの出力信
号Ｆ几Ｈは前回の速度制御演算（１）により求められた
値が用いられる。尚、初期時は零である。

演算後、直ちにその振動抑制トルク指令値ＴＢが出力さ
れ、前の速度制御演ｆｆ（１）により求められたトルク
指令値ＴＡに加算され、電動機４にトルク指令値ＴＭと
して与えられる。これにより、電動機４はトルク制御さ
れて、振動抑制制御される。

時刻１２〜ｔ３は主にエレベータの制御に必要な入出力
の一部が処理される時間である。時刻１３〜ｔ４はデー
タ確認信号７ｂのダウンエツジを検出するためのウェイ
ト時間である。

次に時刻ｔ４において、データ確認信号７ｂのダウンエ
ツジが検出されると、マイクロコンピュータ２は時刻ｔ
４〜ｔ５の間に通常の速度制御の演算を行う。即ち、第
４図中のトルク指令値ＴＡを求めるだめの演算が行われ
る。

次に時刻ｔ５〜ｔ６の間に時刻ｔ４時のデータ確認信号
７ｂに同期して検出されたエレベータの実速度信号ＦＢ
とｔ４〜ｔ５の間に求められたトルク指令値ＴＡよし、
振動抑制制御の演算ＰＩＡＬ−Ｂが実行され、上述の如
く電動機４を制御する。１６〜ｔ７はエレベータの制御
に必要な入出力の処理が行われる時間である。但し、（
１０の残シの一部が（ト）の演算時間内に処理される。

時刻ｔ７後、マイクロコンピュータ２は割込み処理ルー
チンを抜出し、その後、新た６割込み信号が入ると上述
した内容の速度制御を繰返す。

このように、本発明は通常の速度制御のサンプリング周
期Ｔは変えずに振動抑制制御の制御演算ＰＩＡＬ−Ｂの
部分だけをエレベータの実速度データの得られる時点を
示すデータ確認信号７ｂのＬレベル出力期間に合わせて
その出力毎に行うようにしたものである。従って、振動
抑制制御は他の制御よシ高頻度で行われるのでエレベー
タの実速度とエレベータ俵械系の現時点での持つべき速
度との差を小さくするように制御でき、この速度差によ
って生ずるエレベータかごの振動を抑制できるとともに
この抑制補正を高頻度で行うことで高周波数の振動に対
しても十分に抑制効果が得られる。

〔発゛萌め効果〕

以上、詳述したように本発明によれば、振動抑制制御の
制御演算を検出できる速度毎に行う為、速度制御系のサ
ンプリング周期を短くできない場合でも、振動抑制制御
のための見掛は上のサンプリング周期は短く成ったこと
になし、従りて、周波数の高い振動に対してもその抑制
効果を十分に発揮出来るようＫなって、エレベータの乗
シ心地を一段と向上させることが出来るよりになる等の
効果を有するエレベータの速度制御方法を提供すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明するためのタイミングチャー
ト、第２図は゛マイクロコンピータによるエレベータ速
度制御装置の概略的な構成を示すブロック図、第３図は
従来装置の動作を説明するためのタイミングチャート、
第４図はマイクロコンビ、−夕によるエレベータ速度制
御系の概要を説明するための機能ブロック図である。 １・：・速度指令器、２・・・マイクロコンピュータ、
３・・・電動機駆動装置、４・・・電動機、５・・・位
置検出器、６・・・タイマ、７・・・パルス変換器、１
０・・・速度制御部、１１・・・機械系伝達部、１２・
・・慣性シミュレーション部、１３・・・補償演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エレベータ運転の目標速度を与える指令を発生してこれ
   に対応した速度を得るに必要なエレベータ駆動系の制御
   出力をエレベータの実速度から算出する速度制御処理等
   、各種処理を所定周期でコンピュータに割込み処理させ
   て実行させるともに前記目標速度を得るための算出した
   制御出力と前記実速度からエレベータの速度をシミュレ
   ートし、このシミュレート速度と前記実速度の差を求め
   てこれより該差を縮小するに必要な補正制御量を求める
   振動抑制制御演算処理を前記速度制御処理期間に実行さ
   せ、前記速度制御処理により求めた制御出力に前記振動
   抑制処理により求めた補正制御量を付加してエレベータ
   駆動系に制御量として与え、エレベータ駆動系を制御す
   るとともに該速度制御時のエレベータかごの振動抑制制
   御を行うようにしたエレベータ制御装置において、前記
   振動抑制制御演算処理はエレベータの前記実速度検出周
   期に合わせて高頻度に行わせるようにしたことを特徴と
   するエレベータの速度制御方法。