罗彬[1]2008年在《基于DSP的电梯门机控制系统的研制》文中进行了进一步梳理随着社会的发展,电梯已成为当今世界高层建筑中不可缺少的交通运输工具。电梯门机系统是电梯系统的重要组成部分,驱动与控制一体化的门机控制系统将提高开关门性能,使电梯整体性能得到显着改善。受日立电梯(中国)有限公司广州大石工厂的委托,本项目研制出集电梯门电机驱动控制与电梯门逻辑控制于一体的控制系统,该系统已由广州大石工厂生产和小规模试用。本论文给出了采用恒压频比(VVVF)与空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法驱动控制门机系统中叁相异步电动机的驱动控制方案,并在MATLAB/Simulink平台上进行了计算机仿真。仿真结果表明,本方案实现了电梯门机的平稳、快速控制,并具有电流谐波分量小的优点,符合电梯门机系统的使用要求。本论文设计出了电梯门机控制系统硬件,包括控制单元、功率变换单元,并进行了电磁兼容性设计。控制单元以TI的TMS320LF2407A DSP控制器为核心,设计了编码器接口电路、人机界面电路、参数存储电路、门机输入输出接口电路、通信电路等;功率变换单元以叁菱的IPM PS21563-P为核心,设计了能耗制动电路、信号采样与调理电路,以及多项保护电路,其中信号采样与调理电路包括电机相电流采样电路、直流母线电压采样电路及二阶有源低通滤波器电路。本论文基于TMS320LF2407A DSP控制器设计出了电梯门机控制系统的电机驱动控制程序和电梯门机控制任务程序,其中电梯门机控制任务程序包括电梯门逻辑控制程序、门机运行曲线计算程序、人机界面程序、门宽自适应程序以及各项安全保护程序等。本论文研究了电梯门机的门重及风压变化对电梯门开、关性能的影响,提出了门重自适应控制及风压自适应控制方法,并通过基于MATLAB/Simulink平台的计算机仿真实验,验证了该方法的正确性和有效性。本论文研制的电梯门机控制系统,在日立电梯(中国)有限公司广州大石工厂的实验中心进行了试验,试验内容包括电磁兼容试验、开关门时间测试、噪音测试等,试验结果符合国家标准及日立企业标准。
曹兴生[2]2015年在《低速电梯门机无位置传感器控制系统的实现》文中进行了进一步梳理近年来随着国民经济的不断发展和房地产市场繁荣兴盛，建筑行业得到长足发展。同时高层楼房建筑的日益增多，电梯作为楼房里的最重要的运载工具，得到了更广泛应用。门机控制系统作为电梯中的重要组成部分，以其安全性、稳定性、效率、性价比等特点，得到了越来越多的关注。本课题从电梯门机控制系统的实际工程应用角度出发，针对速度/位置传感器在电梯门机控制系统应用中的种种弊端，提出了利用高频电压注入法通过电流检测来实现转子速度位置检测的矢量控制方法。首先，本文介绍了门机控制系统中永磁同步电机的发展进程，通过对电梯门机无位置传感器控制方法进行对比分析，阐述了电梯门机控制系统机械和电气部分在门机功能实现中的作用，并对电梯门机本身结构和数学模型及其矢量控制方法的原理和选择进行了研究，并介绍了SVPWM控制方法及其Matlab仿真实现。其次，通过对无位置传感器控制方法中的脉振高频电压注入法和转子初始位置检测实现速度位置检测基本原理的详细介绍，对高频电流检测实现转子位置提取出现的滞后角问题提出了相应解决办法，并通过仿真验证了对初始位置检测进行的开环处理。最后对门机控制系统中控制器硬件电路的实现进行了设计，对各部分原理图进行详细了介绍，根据门机功能运行的特点进行了简单程序框图的设计。针对门机运行的特点在带载情况下对电梯门机两种低速情况下的正转、正反转进行了仿真。通过实际和估算得出的速度和转子转角曲线对比，验证了脉振高频电压注入法对速度位置估计具有良好的动态和静态特性，能够满足工程实际需要。
王谦[3]2003年在《电梯门机控制系统的研究》文中研究说明论文设计完成了一套电梯门机控制系统，系统以16位单片机MSP430F149为核心，控制无刷直流电动机，组成一套高性能伺服系统。 论文详细分析与研究了电梯门机控制系统的控制策略，给出了加、减速时电机按S曲线运行的理论计算及其实现方法；为了提高系统性能，将自适应控制应用于电梯门机控制系统中，并对自适应控制理论进行了深入探讨，同时对其可行性和实现方法进行了研究。 系统选择MSP430F149单片机作为电梯门机控制系统的核心，兼顾性能与成本等因素。完成了系统的硬件设计，主要包括计算控制电路，键盘输入及显示电路，驱动和保护电路等。 在系统软件设计中，根据系统技术要求和控制律，给出了系统初始化软件和各功能模块软件的设计。以中断响应方式实现电梯门的正常开关控制；用查表计算生成法实现电机加速／减速的S曲线控制；用加权平均法实现S曲线的信号自适应控制。 通过试验证明系统设计合理，工作稳定、可靠，达到设计要求。
刘庆飞[4]2015年在《旋转高频信号注入法在电梯门机无位置传感器驱动系统中的应用》文中研究表明随着永磁同步电机控制技术的快速发展,永磁同步电机在电梯门机系统中的应用越来越广泛。为了获得优异的控制性能,常采用机械式位置传感器检测转子位置和转速信息,但在实际应用中,位置传感器的使用带来了维护困难、成本高等问题。为了降低电梯门机系统的成本和复杂性,本课题对永磁同步电梯门机的无位置传感器控制方法进行了研究,提出一种基于旋转高频电压信号注入法的永磁同步电机无位置传感器控制策略。针对现有高频信号注入法信号处理过程中信噪比低、相位滞后大等缺陷,提出一种基于纯延时滤波器的信号处理方法,成功实现了高频电流和负序高频电流的提取,并提高了有效信号的信噪比。为了实现对转子位置信息的提取,设计了基于锁相环的转子位置观测器,给出一种根据最小闭环谐振峰值设计准则设计锁相环参数的方法,通过高频负序电流的幅值对锁相环进行标幺化设计,克服了高频负序电流幅值变化对锁相环性能的影响,有效地提高了锁相环的抗干扰能力。为了实现永磁同步电机无位置传感器起动,采用恒定磁场定位法检测转子初始估计位置的磁极极性,实现了对初始位置的极性校正,以及偏移误差的自动补偿。在此基础上,设计了电梯门机无位置传感器矢量控制系统。最后,根据电梯门机的运行特点,设计了电梯门机无位置传感器控制算法程序,在电梯门机平台上进行了实验研究。实验结果表明,本文设计的电梯门机无位置传感器控制方法能够初步实现电梯门机的开关门功能,控制效果较好,具有一定的工程参考价值。
张旸[5]2013年在《基于电梯应用的可逆伺服驱动系统研究》文中研究说明随着高楼大厦的拔地而起,电梯在如今社会下的应用越来越广泛,每年的增加数量也在不断递增。因此,电梯的性能和用电量问题日益突出。传统电梯的结构是用直流母线上的电阻放电制动电路把再生电能转化成热量白白地消耗,而本文研究的可逆伺服驱动系统可以很好的解决这一问题,将再生能量回馈电网。所以,本课题的研究具有很强的实用性意义,带来的节能效果非常可观。本文首先在MATLABSimulink程序下搭建了这样一个可逆伺服驱动系统的仿真模型,并进行一些仿真实验已验证其可行性,并且以此作为实物实验的指导。然后,按照可逆伺服驱动系统的两大部分：可逆整流模块和伺服逆变模块,设计硬件电路,并绘制了一款均可应用于整流和逆变的DSP (TMS320F2808)通用控制板。两块DSP通用控制板,配合上两块IGBT功率板,再加上各种开关继电器、直流母线电容和永磁同步电机等等,即完成了整套控制系统的硬件平台搭建。在硬件平台的基础上进行软件程序的设计和编写。可逆整流模块采用了电网电压定向的矢量控制,并使用电压电流双闭环的控制策略,由此得到稳定的直流母线电压,并有较快的动态响应。伺服逆变模块采用了转子磁链定向的矢量控制,并使用速度电流双闭环的控制策略,使得永磁同步电机可以稳定地按照给定速度要求运行,同样具有很快的动态响应。使用DSP软件编程,然后进行程序调试运行,进行各种实验并给出实验结果的分析。最后对电梯门机的运行进行了实验,并研究了关于门机关门堵转情况的分析和最大关门力限制的方法以满足国家标准GB7588-2003,并用张力传感器来进行实验证明。
蒋才君[6]2012年在《基于直线电机的电梯门机控制系统的研究》文中指出电梯门机系统是一个典型的机电一体化控制系统，它涉及到机械设与制造、数字信号处理、控制理论等多种学科知识。而门机作为整个电梯门机系统的动力装置，它的性能优劣很大程度影响了门机系统的稳定与可靠性。具有能够无须接触直接驱动负载、运行安静，平稳的直线电机在电梯门机市场中必将占据核心地位。论文设计了一种基于直线电机驱动的门机系统，为了节约生产成本，将驱动器和控制器做一体化设计。该门机系统是选用美国TI公司的主打电机控制芯片TMS320LF2407A DSP作为门机系统的控制核心。系统决定采用具有过流，过热，欠压，短路保护功能的智能功率模块IPM作为驱动器件，这样大大提高了硬件设备的安全性，使系统运行更加稳定。将直线电机与传统旋转电机做比较，在文中主要介绍了几种常用的直线感应电机的控制方法。对直线电机建立数学模型，并用MATLAB/Simulink对其进行了仿真。考虑到人们对电梯乘坐的舒适性要求，就要很好的降低门扇运行时的机械冲击和机械摩擦带来的噪音，特别给出电梯门扇运行时采用具有S曲线的加减速过程。在电梯门机系统的硬件设计中，主要对计算控制电路，用于实现人机交互功能的键盘输入及显示电路，用智能功率模块IPM作为主要器件的直线电机的驱动和保护电路等进行了相关设计。在电梯门机系统的软件设计中，根据门机系统所要实现的功能，并从考虑到门扇运行过程要安全，可靠，稳定的角度出发，给出了系统相关的软件设计。
莫雪娟[7]2011年在《基于DSP的电梯门机伺服控制系统设计与研究》文中进行了进一步梳理可靠、安全、稳定一直是电梯产品设计生产的基本要求,并在此基础上朝着节能化、人性化、智能化的方向发展。电梯门开关的安全稳定是衡量电梯质量的重要因素之一。随着机械制造技术、电子技术和控制技术的发展,电梯门开关装置不断更新换代,电机及其驱动控制系统也在逐渐改进完善。相比于直流电机,交流异步电机具有制造简单、控制方便、稳定可靠,因而被广泛使用。许多学者和厂商针对交流异步电机提出了各种控制策略,使得电梯门机控制技术得到了迅速地发展。随着节能减耗的提出,永磁同步电机以其“绿色环保、节能减耗”的优点,开始被各大厂商所使用,成为了电梯门机新一代产品。基于永磁同步伺服电机的控制系统也将成为电梯门机发展的一大趋势。然而,我国在电梯行业起步较晚,控制技术相对薄弱,产品以“贴牌”为主,关键技术被国外厂商所掌握。因此,加紧电梯相关技术的研究具有重要的现实意义,特别是电梯门机的控制技术。研究一种基于永磁同步伺服电机的驱动控制策略,能有效提高控制系统的性能,节约能源,降低成本,因此具有极大的社会经济价值。本文在阅读了大量文献资料的基础上,研究了国内外电梯门机的控制策略,分析了永磁同步电机的结构、工作原理及其数学模型,设计了一款永磁同步电机伺服控制系统,采用基于粒子群算法的PID参数整定方法来控制电机运行速度,并提出了一种基于可变频率载波的谐波抑制策略,提高了系统稳定性,缩短了电机的速度响应时间,论文的主要工作及研究成果如下：分析了永磁同步伺服电机的结构性能、工作原理及其在叁个坐标系下的数学模型,研究了SPWM的控制原理及实现方式,确定了电机的控制方式。根据整个系统的性能要求,开发了一套以TMS320F2808PZA DSP数字信号处理为核心控制芯片,以智能功率模块IRAMX16UP60A为功率驱动模块的永磁同步电机伺服驱动硬件系统,可用于驱动300W左右的电机,包括了主控制电路、电源电路、驱动电路、通信电路模块等。根据需要的电机的控制方式,软件实现了控制程序及中断程序的设计,包括系统初始化、SPWM控制以及其他重要模块的设计等。针对永磁同步电机转动过程中定子电流出现强干扰现象,提出了一种基于可变频率载波的谐波抑制策略,对谐波的抑制取得良好的效果,有效降低了高幅值谐波电流的干扰,提高了系统的稳定性。针对电机速度响应过慢的问题,提出了一种基于粒子群优化算法的PID控制参数自整定方法,有效地加快了电机的响应速度,提升了系统的整体性能。
翁旦[8]2008年在《电梯门机系统的实验研究和性能分析》文中研究指明“电梯门机系统运行状态在线监控与预警保护系统研究”是国家“十一五”支撑计划课题(子)专题(2006BAK02B04-0401),本文的研究内容是该课题的一部分。据统计,电梯的绝大部分事故都出在门系统上,所以研究电梯门机性能和智能维护显的尤为重要。本文主要是研究门机的性能,为课题的后续研究打下基础。本文首先介绍了电梯门系统的主要类型,门的结构型式、传动装置,门锁和门的保护装置等,为后续章节研究门机系统奠定了基础。建立门机性能分析实验平台,确定门机控制器和PC机之间通讯的技术方案,在仔细分析了CAN总线通讯协议的基础上,设计了CAN通讯的两个结点,TMS320LF2407的CAN控制器模块和PC端的NI PCI-CAN通讯卡(采用philips的独立CAN控制器SJA1000)。在详细研究了CAN控制器SJA1000的位定时方法后,完成了总线波特率的设定,并使用LabVIEW开发环境编写采集程序,获得门机的编码器脉冲数和电机的电流信号。研究永磁同步电机的SVPWM控制算法,使用Matlab/simulink仿真工具箱,建立其仿真模型,进行仿真试验研究。更进一步,在研究了电梯门结构的动力学和运动学基础上,考虑了门运行速度曲线的情况下,建立门机系统的仿真模型,其仿真结果和实验平台实测的数据基本一致,验证了仿真模型的正确性,并具有较好的动态特性。在对门机控制系统进行理论研究之后,利用实验平台对门系统性能进行实验研究。由于门机系统的摩擦力和摩擦系数是反映门机性能的重要指标,所以本文利用实验平台采集的数据计算了门系统的摩擦力和摩擦系数。首先建立了电梯门机系统的动力学模型,通过模型计算的加速度和传感器实测的加速度进行比较获得误差函数,对其优化查找最小值,与最小值对应的未知量为门的倾角力和摩擦力,进而计算出反应门机性能指标的系统摩擦系数。另外,在增加门系统摩擦力和门强迫关门装置失效的情况下分别进行实验,研究了反应门机性能的特征量,为研究电梯门机性能和系统智能维护打下基础。
王法怡[9]2015年在《采用永磁同步电机的电梯门机控制系统研究》文中研究说明随着科学技术的发展和越来越多高层建筑的出现,电梯已经成为现代都市居民工作生活中不可或缺的工具。电梯门机作为电梯的重要组成部分,也是乘客直接接触控制的设备,其控制系统的重要性不言而喻。然而由于电梯门机控制系统故障引起的电梯事故时有发生,而且造成的后果往往比较严重,所以设计一种运行平稳、安全可靠地电梯门机控制系统具有重要意义。因此,本文采用永磁同步电机,设计以DSP为控制核心的电梯门机控制系统。首先介绍课题研究的背景和意义,分析电梯门机控制系统的国内外研究现状和发展趋势。对电梯门机的系统构造和工作方式进行论述,比较不同电机的优缺点,选择最合适应用于电梯门机的永磁同步电机作为电梯门机控制系统的驱动电机。然后分析门机控系统的功能需求,采用一种S形速度曲线的开关门控制方式使电梯门平稳高效运行,并设计了电机初始电角度自学习、门宽自学习、力矩保护和信息交互等系统功能模块。对永磁同步电机的结构进行了分析,建立了其数学模型,通过坐标变换等方式,把电机在叁相静止坐标系的电压方程转换成dq同步旋转坐标系下的电压方程,推导了电磁转矩公式。运用矢量控制的方法对永磁同步电机进行控制,并分析推导了SVPWM在永磁同步电机伺服系统中的运算公式。然后阐述霍尔电流传感器对电机的电流进行检测的原理和方法,使用增量式编码器对电机的速度和位置进行检测,分析多种检测方法,确定最合适电机测速的M/T法进行速度测量。阐述DSP作为控制核心的控制系统的总体硬件结构,设计系统的各硬件模块,重点展示了功率电路、控制电路和保护电路等主要电路的设计。然后设计了系统的各软件模块,各个软模块配合硬件电路来实现门控系统的各个功能。最后搭建电梯门机控制系统的实验平台,对系统进行实验测试,通过实验结果与预期结果比较分析,验证了本设计能够达到预期的目的。
谢国钢[10]2013年在《新型永磁电机电梯门机控制系统的研究》文中提出电梯门机驱动控制系统是电梯电气系统不可或缺的部分，本文研究设计的正弦波无刷直流电机和减速机构组成的新型电梯门机控制系统具有高可靠性、高效率、高性价比等特点。本文首先回顾了电梯门机系统的发展历程和研究现状，提出了采用正弦波无刷直流电机的门机控制系统。基于无刷直流电机的数学模型和空间电压矢量控制原理，描述了软件实现的方法和步骤。根据行业规范和用户要求，制定了全面的电梯门机控制系统设计参数和功能定义，并加以简要分析。深入研究了电梯门机控制系统开关门性能要求，设计了一种新型开关门曲线，分析了其运行性能。根据门机应用需求，研制了控制新型无刷直流电机的控制器，它集成了无刷直流电机的正弦波驱动、开关门曲线控制、各种保护等功能。设计了主回路、辅助电源、控制回路、参数调整、监控保护等硬件电路，编写了实现开关门功能、重开门功能、自学习功能、演示、监视、保护、通讯、开关门曲线控制等软件程序。经软硬件调试，得到了可以成功运行的正弦波无刷直流电机电梯门机控制系统。对整个系统进行测试、检验，系统开关门平稳、快速、安全，满足各项提出的参数要求和功能需求。
参考文献：
[1]. 基于DSP的电梯门机控制系统的研制[D]. 罗彬. 广东工业大学. 2008
[2]. 低速电梯门机无位置传感器控制系统的实现[D]. 曹兴生. 沈阳工业大学. 2015
[3]. 电梯门机控制系统的研究[D]. 王谦. 西北工业大学. 2003
[4]. 旋转高频信号注入法在电梯门机无位置传感器驱动系统中的应用[D]. 刘庆飞. 天津大学. 2015
[5]. 基于电梯应用的可逆伺服驱动系统研究[D]. 张旸. 浙江大学. 2013
[6]. 基于直线电机的电梯门机控制系统的研究[D]. 蒋才君. 南华大学. 2012
[7]. 基于DSP的电梯门机伺服控制系统设计与研究[D]. 莫雪娟. 杭州电子科技大学. 2011
[8]. 电梯门机系统的实验研究和性能分析[D]. 翁旦. 上海交通大学. 2008
[9]. 采用永磁同步电机的电梯门机控制系统研究[D]. 王法怡. 武汉理工大学. 2015
[10]. 新型永磁电机电梯门机控制系统的研究[D]. 谢国钢. 上海交通大学. 2013
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