电梯智能控制系统研究

论文摘要

本文首先对电梯系统的现状进行了分析,指出了现在的电梯控制系统的一些不足和需要改进的地方,并就单部电梯(以下简称单梯)运行时的速度控制和多部电梯(以下简称多梯)运行时电梯群控进行了提高性能方面的论证、设计和仿真验证。论文的第二、三章是对单梯速度控制系统方面的改进。通过对现今电梯速度控制进行的研究,设计了一个速度控制模块实现基于剩余距离的电梯速度控制。具体原理是采用绝对值编码器反馈轿厢的绝对位置给主控制器,用电梯运行中的剩余距离控制电梯的运行速度,采用旋转编码器反馈电梯的实时运行速度给变频器,从而形成速度的双闭环控制,并运用PID算法进行速度控制调节。基于此原理设计了相应的速度控制模块,并对其进行了模拟仿真和性能测试,证明了该模块能够提高单梯运行的性能。论文的第四、五章进行的工作是对电梯群控系统的改进。本文将模糊控制应用于电梯群控中:首先将大楼客流量的交通构成和客流强度作为交通模式的输入量,通过模糊推理将交通模式扩展至12种;其次将平均候梯时间(AWT)、平均乘梯时间(ART)、长时间候梯率(LWP)、能耗(RPC)四个重要目标的加权平均值作为评价函数,并根据不同的交通模式调整加权系数,实现不同交通模式下电梯群的优化控制;最后本文构建了基于泊松分布大楼客流交通模型,并采用电梯群控系统的调度算法进行了仿真。仿真结果证明,同传统的集选控制系统相比,基于模糊控制技术的电梯群控系统的平均乘梯时间、平均候梯时间、长时间候梯率以及电梯能耗都有了明显的降低,充分证明了基于模糊控制技术的群控算法的有效性和可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电梯系统的发展概况
• 1.2.1 国外概况
• 1.2.2 国内概况
• 1.3 本课题的目的与意义
• 1.4 本课题的主要任务与工作
• 1.5 本章小结
• 第二章 电梯的单梯控制系统的分析
• 2.1 单梯控制系统的组成原理
• 2.2 单梯速度控制系统的分析
• 2.3 本文电梯速度控制系统的器件选型
• 2.4 本章小结
• 第三章 单梯速度控制系统的设计与实现
• 3.1 速度控制系统算法设计
• 3.1.1 速度运行曲线的设定
• 3.1.2 剩余距离量的计算
• 3.1.3 算法设计与实现
• 3.1.4 速度的实时PID 调节
• 3.2 速度控制系统的硬件设计
• 3.2.1 速度控制模块的功能
• 3.2.2 速度控制模块的组成及分析
• 3.3 速度控制系统的软件设计
• 3.3.1 通讯协议
• 3.3.2 速度控制模块和主控制器的通讯
• 3.3.3 速度控制模块与变频器之间的通讯
• 3.3.4 系统程序设计
• 3.4 系统性能分析
• 3.4.1 实验系统的构成
• 3.4.2 实验数据的采集和结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 电梯的群控系统研究
• 4.1 引言
• 4.2 电梯群控制的特性分析
• 4.3 电梯群的模糊控制
• 4.4 模糊控制实现电梯群控的的设计思想
• 4.5 本章小结
• 第五章 电梯群模糊控制系统的设计与实现
• 5.1 电梯模糊控制系统的结构设计
• 5.2 交通模式的确定
• 5.2.1 输入量的选择
• 5.2.2 输入量的模糊化
• 5.2.3 模糊推理
• 5.2.4 交通模式的获得
• 5.3 基于模糊控制的电梯分配的实现
• 5.3.1 评价函数的确定
• 5.3.2 输入量的确定
• 5.3.3 变量的模糊化及模糊推理
• 5.3.4 模糊推理与仿真实现
• 5.3.5 模糊推理算法的实现
• 5.4 算法仿真
• 5.4.1 仿真假设
• 5.4.2 群控系统总体仿真模型
• 5.4.3 电梯客流仿真模型
• 5.4.4 仿真运行模型
• 5.4.5 电梯运行流程图
• 5.5 仿真结果分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 论文总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 附录1（电梯速度控制模块实际接线图）
• 附录2（交通模式输入数据）