电梯群的优化控制研究

论文摘要

近年来,随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高,城市中出现了越来越多的高层建筑和智能化建筑。而电梯做为这些建筑中的最重要的垂直交通运输工具,人们对其的运输能力、服务质量和工作效率也提出了越来越高的要求,单台电梯已不能满足人们的需求。为了缩短人们的候梯时间、乘梯时间、减少能量损耗,需要安装多台电梯并对其进行集中统一的控制。这种对多台电梯优化调度的系统就是电梯群控系统(EGCS)。因此,搭建电梯群控系统模型并对电梯群控控制算法进行研究有重要的理论意义。本文首先简要介绍电梯群控系统的基本概念,分析总结电梯运行的基本规则,并阐述电梯群控系统的结构设计思想。在完成电梯群控系统结构设计的基础上,运用Matlab/Simulink,完成4台10层电梯群控系统仿真模型的搭建。然后,本文在相同的建筑物参数和电梯配置参数条件下,分别应用三种较为成熟的调度算法对群控系统进行仿真,得出反映电梯服务质量的仿真结果。通过仿真结果的分析比对,进一步验证了仿真模型的正确性。接着,本文基于Matlab/Simulink仿真,完成相应的电梯群控算法的梯形图程序的编写。编写梯形图时采用模块化的思想,将单台电梯运行时必备功能的程序拆分成多个模块,模块之间相对独立,运行时可根据需要调用相应模块,便于程序编写调试以及扩展。针对3台10层电梯模型运用Rockwell公司的控制器PLC ControlLogix5000、Rockwell三层工业网络、远程I/O模块等相关设备,搭建电梯群控算法硬件研究平台；同时通过Factory Talk View Studio软件完成监控界面的制作以远程监控平台的运行。最后,本文以最小二乘法为派梯策略测试电梯硬件实验平台。从得到的电梯运行图来看,平台能够正确无误的运行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 学术背景
• 1.2 国际国内研究情况和进展
• 1.3 课题的研究目的与意义
• 1.4 论文研究的主要内容
• 第2章 电梯群控系统基本理论
• 2.1 电梯群控系统的功能
• 2.2 电梯群控系统的特点
• 2.2.1 电梯群控系统的多目标性
• 2.2.2 电梯交通系统的不确定性
• 2.2.3 电梯交通系统的非线性
• 2.2.4 电梯交通系统的扰动性
• 2.2.5 电梯交通系统的不完备性
• 2.3 电梯群控系统的性能要求
• 2.3.1 电梯群控系统的整体性能要求
• 2.3.2 电梯群控系统的硬件设计要求
• 2.3.3 电梯群控系统的软件设计要求
• 2.4 电梯群控系统性能指标评价函数
• 2.4.1 时间评价指标
• 2.4.2 能耗评价指标
• 2.4.3 乘客状态评价指标
• 2.4.4 乘客容忍度评价指标
• 2.5 本章小结
• 第3章 电梯群控系统结构设计
• 3.1 电梯群控系统总体结构设计
• 3.2 电梯运行规则
• 3.3 电梯群控调度算法
• 3.3.1 最短距离调度算法
• 3.3.2 最小候梯时间调度算法
• 3.3.3 多目标调度算法
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于Matlab的电梯群控系统仿真
• 4.1 电梯群控Matlab仿真系统
• 4.2 客流仿真
• 4.2.1 客流仿真模块的建立
• 4.2.2 客流仿真流程
• 4.2.3 不同交通模式下的客流仿真
• 4.3 电梯控制仿真
• 4.3.1 电梯模块
• 4.3.2 单台电梯控制仿真
• 4.3.3 电梯群控仿真
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于电梯模型的电梯群控系统实验
• 5.1 基于电梯模型的电梯群控系统硬件平台搭建
• 5.2 基于电梯模型的电梯群控系统软件平台搭建
• 5.2.1 PLC程序设计
• 5.2.2 网络配置
• 5.2.3 监控界面的设计与实现
• 5.3 最小候梯时间算法实现及实验结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况