智能电梯群控系统的研究与设计

论文摘要

随着建筑物向大型化和高层化方向发展,在一幢大楼内往往需要配置几台或多台电梯,如果这些数台电梯各自单独运行,电梯群的整体运行效率将会不高,也会极大地浪费能源,因此在电梯群的电气控制系统中必须考虑到如何合理调度分配电梯的问题。本文正是以厦门一家公司的项目开发为应用背景,对电梯群控系统进行了研究与设计。电梯群控系统所要解决的是一个复杂的、具有非线性和不确定性的多目标随机决策问题。在现代建筑中,电梯群控技术多被采用来调度电梯群的运行,在提高系统的服务质量和运营效率的同时降低能耗。本文在借鉴国内外电梯群控相关技术及研究成果的基础上,首先对电梯群控系统的特性进行了分析,对电梯群控系统进行了多目标规划数学建模,综合考虑侯梯者的侯梯时间、乘客的乘梯时间和电梯运行的能量损耗三个主要控制目标,提出了多目标优化群控算法。由于电梯群控系统具有不确定性和随机性等特点,只利用多目标优化群控算法无法达到较好的群控效果,还必须依靠由专家知识或经验得到的群控规则才能对电梯系统进行优化调度,因此,论文对一些群控规则(群控系统的基本控制规则和不同客流交通模式下的群控规则)进行了讨论。综合多目标优化算法和这些群控规则,论文阐述了电梯群控系统调度策略的总体设计思想,详细介绍了电梯群控系统调度算法。在论文的最后,对电梯群控器的硬件及软件进行了设计。硬件设计中,给出了各个功能模块的原理电路图,整个过程中特别注意了抗干扰问题:软件设计中,利用软件系统结构化思想,结合群控系统的需求分析,对软件系统进行了总体设计,并给出了软件实现流程图。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 电梯群控系统概述
• 1.2 国内外电梯群控系统研究发展概况
• 1.2.1 电梯群控系统的发展过程
• 1.2.2 电梯群控系统的发展趋势
• 1.3 选题背景及意义
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 电梯群控系统的理论基础
• 2.1 电梯群控系统的特性分析
• 2.1.1 电梯群控系统中的多目标性
• 2.1.2 电梯群控系统中的不确定性
• 2.1.3 电梯群控系统中的非线性
• 2.1.4 电梯群控系统中的扰动性
• 2.1.5 电梯群控系统中的不完备性
• 2.2 电梯群控系统的性能评价
• 2.3 群控系统客流交通模式分析
• 2.3.1 上行高峰交通模式
• 2.3.2 下行高峰交通模式
• 2.3.3 随机层问交通模式
• 2.3.4 空闲交通模式
• 2.4 电梯群控技术
• 2.4.1 专家系统在电梯群控系统中的应用
• 2.4.2 模糊控制在电梯群控系统中的应用
• 2.4.3 神经网络在电梯群控系统中的应用
• 2.4.4 遗传算法在电梯群控系统中的应用
• 2.4.5 计算机网络技术在电梯群控系统中的应用
• 2.4.6 电梯交通配置CAD
• 2.4.7 电子新技术在电梯群控系统中的应用
• 第三章 电梯群控系统总体设计
• 3.1 总体结构
• 3.2 系统功能
• 第四章 基于多目标优化的群控调度算法
• 4.1 多目标优化问题概述
• 4.1.1 多目标规划的数学模型
• 4.1.2 多目标规划的解集
• 4.1.3 多目标规划问题的一般解法
• 4.2 多目标优化群控系统建模
• 4.2.1 电梯群控系统模型的理想化假设
• 4.2.2 决策变量
• 4.2.3 目标函数
• 4.2.4 约束条件
• 4.2.5 多目标优化群控系统模型的求解
• 4.3 电梯群控系统调度算法
• 4.3.1 电梯群控系统调度策略
• 4.3.2 电梯群控系统基本控制规则
• 4.3.3 多目标优化群控算法在不同交通模式中的应用
• 4.3.4 群控调度算法流程
• 第五章 电梯群控器硬件设计
• 5.1 电梯群控器的总体设计
• 5.2 电梯群控器的硬件组成
• 5.2.1 单片机部分以及串行编程模块
• 5.2.2 电源模块
• 5.2.3 CAN通信模块
• 5.2.4 液晶显示和按键电路
• 5.2.5 时钟电路模块
• 5.2.6 RS-232通信电路
• 5.3 硬件抗干扰措施
• 5.3.1 干扰的来源
• 5.3.2 应对措施
• 第六章 电梯群控器软件设计
• 6.1 软件需求
• 6.2 系统软件结构设计
• 6.2.1 总体结构设计
• 6.2.2 群控系统总控模块设计
• 6.2.3 群控调度分配模块设计
• 6.2.4 群控状态及通信状态显示模块设计
• 6.2.5 单梯运行状态显示模块设计
• 6.2.6 通信管理模块设计
• 6.2.7 参数设置模块设计
• 6.3 群控系统软件实现
• 6.3.1 群控系统主程序的实现
• 6.3.2 群控系统中断程序的实现
• 6.4 群控调度分配算法的实现
• 总结展望
• 参考文献
• 作者硕士期间发表的论文
• 致谢