电梯门机系统中模糊控制技术的应用研究

　　摘要：随着城市化进程的加快，电梯被广泛应用于人们日常生产、生活中，人们对电梯门机控制要求也越来越高。传统的电梯门机控制系统执行环节复杂，调试困难，系统可靠性比较差，而且传统控制系统反应迟钝，容易伤人。必须要有较好的电梯门机控制系统来提高电梯运行的快速性、可靠性与安全性。这种环境下模糊PI控制技术的应用满足了电梯门机系统的需要。本文主要探讨模糊PI控制技术应用于电梯门机系统特点与展望。
　　关键词：电梯；门机系统；模糊PI控制技术
　　中图分类号：TP273文献标识码：A
　　电梯门机系统是电梯的主要组成部门，现在的电梯门机系统中一般采用电梯门机系统对门机系统进行控制，这种控制方法应用到电梯门机控制器中能够实现控制参数的免调试，大大提高了驱动系统对转动惯量较大范围变化的适应性，提高系统的动态性能。这宗控制技术的应用避免了传统控制系统的较多弊端，实现小体积、大转矩、性能高等优势，而且能够提高系统的稳定性与安全性，被广泛应用于各种电梯门机系统中。
　　一、模糊PI控制技术概述
　　模糊PI控制技术是建立在模糊数学理论的基础之上，1974年英国工程师提出将模糊控制思想应用于蒸汽机的控制中，模糊PI控制技术由此而得到迅速发展。模糊即是很难用语言或者数字来形容的一种现象，L。A。Zadeh教授提出的模糊理论能对模糊概念做了很好的描述。在实际工作中有经验的操作员可能不理解操作原理，但是能够根据经验准确的操作，模糊控制原理就是以数学为基础发展的模糊控制方法具有以下几个方面的特点：
　　1。它不需要准确的数学模型
　　2。操作者利用控制经验老控制系统
　　3。对系统参数的变化不敏感
　　4。利用规则达到控制的目的，利于理解和表达
　　模糊PI控制技术控制原理是：一般情况下PI控制方法是固定不变的，模糊PI控制器的两个输出分别作为积分系数和比例进行分析，根据实际运行的情况调整控制器参数，以此达到最好的控制效果，模糊PI控制框图如图一所示。
　　图一：模糊PI控制框图
　　模糊控制器的输入变量为无车误差变化量，模糊PI控制技术一般是利用模糊微分控制作用进行工作，但是模糊控制自身很难消除体统误差变化率，控制精确度有待提高，将模糊控制与PID控制结合能够实现实时调试调整比例、积分系数。获得较快的动态反应，提高机械的稳定性。
　　二、id0矢量控制双闭环系统PI控制器设计参数
　　假设我们分析的电梯门机系统采用的是永磁同步电机，那么一般会采用d轴电流id0的控制方法。在双闭环系统系统中将电流环等小城一个一阶惯性环节，大概为：1T0s1，然后采用PI控制的速度环进行分析。在这里我们假设速度环的比例、积分系数、电流环等效时间、转矩系数、转动惯量、控制、负载转矩、给定速度、实际电机角速度、q轴电流分别为：KP、KI、K0、Kc、J、TC、Ti、wr、wr、iq来表示。这样我们可以用的出函数公式：
　　GASR（s）｛KIKC〔（KPKI）s1〕｝JS2（T0s1）
　　设定义变量h为中频宽度，可以得到速度环控制增益KP、KI为：
　　KI（h1）2〔JKc（hT0）2〕
　　KPhT0KI
　　从这些公式中可以看出速度环PI参数与转动惯量存在正相关的关系，而电流环与转动惯量没有关系，在这里对调速系统的速度环PI参数进行相应的调整。Te与iq呈正相关的关系，根据公式可以看出J较大时，摩擦因素TI变大，在一定的运动状态下，电流更大。
　　三、模糊PI控制技术在电梯门机系统中的应用
　　电梯门机系统在结构上主要包括门结构、电机控制系统、安全检测系统以及乘客监测系统等，电机控制系统的组成部件有：门机变频控制器、电机驱动装置、位置传感器等，其中电机控制系统是整个电梯的核心组成部分，不仅能完成外部信号的处理，而且能给定电机驱动信号，完成整个系统的控制策略。控制功能完成需要有功能稳定、强大的运算器件，现在很多的电机控制中都使用了电机运算处理单元，但是这样容易加大系统的成本，降低运行效率。我们将模糊PI控制技术应用到系统中，不仅能够解决上述问题，而且能提高电梯运行的各种性能。
　　把模糊PI控制技术应用到总量较重的电梯门上，电梯门的总量增加10倍以上，然后和轻度电梯门应用一样首先选定固定PI、普通模糊PI以及改进的模糊PI三种方式，分别调出合适的控制参数，然后根据效果图以及相关的控制参数公式分析应用结果。不过重量型电梯门由于重锤的作用，电梯在关门的时候重锤提供驱动转矩，开门时重锤会提供制动转矩。根据分析结果我们可以看出，应用于轻量级电梯中的PI参数应用到重量级电梯门机系统中，系统相应较慢，满足不了系统参数的要求，如果使用此方式，必须把控制参数值调大。所以说，模糊PI控制技术应用在电梯门机系统中，选择合适的参数控制系统能够起到很好的控制作用，提高电梯运行的稳定性、安全性应急系统的各项性能。
　　结语：在电梯门机系统中应用模糊PI控制技术，能够迅速抑制转速下降，使转速得到有效的回升，同时又不会干扰动态性能指标，提高系统的稳定性与转速性能。比传统的控制方法操作简便、功能齐全、安全稳定，可以省去人工调试的过程，减小控制误差，提高控制精确度，是电梯门机系统目前应用最好的控制技术。
　　参考文献：
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