一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法

技术领域

本发明属于电梯控制技术领域，具体是一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法。

背景技术

电梯门包括随轿厢运动的轿门和安装在各个楼层井道出口的厅门，在电梯开关门时轿门和厅门联动运动。随着运行时间的推移，不可避免产生由于地坎积灰、异物掉落、门扇变形、出厂后对轿门/厅门的二次装潢、风阻等因素导致的工作条件恶化，表现为开关门时电梯门受到的阻力增大，由此导致电梯门需要耗费更长时间以达到出厂前设定的开关门速度图形对应的速度和加速度期望值。

公开号为CN112777462A的中国发明专利申请公开了一种关门阻力自适应电梯门机的控制方法，通过增设电容传感器以检测两侧电梯门之间的电容，通过电容变化计算电梯门的运动速度，并据此判断关门阻力是否大于阈值，若是则降低门机运行速度并提高关门力矩。该方法需要在电梯门这一运动部件上安装硬件检测设备，增加成本的同时提高了安装调试要求。此外，该方案并未给出阈值和提高后的关门力矩的确定方法。

公开号为CN100564219A的中国发明专利公开了一种监控自动门的状态的方法，创建门的动态模型，并利用该动态模型对门的加速度或者速度建模，计算加速度或速度的测量值与估算值之间的误差项，通过对误差项最小化计算施加到门上的摩擦力，将摩擦力与参考值比较推导出门的操作状态。该方法涉及门的动态模型参数的迭代优化，实现工程应用难度较大。

公开号为CN109179171A的中国发明专利公开了电梯门机械系统自学习方法、设备及存储介质，记录电梯开门时推力—门位置曲线和电梯关门时推力—门位置曲线，从这两条曲线中选取三个线性无关点计算自闭力初始值、自闭力系数和摩擦力的方法。该方法没有给出具体到电梯门运动行程中各个位置的摩擦力计算方法。

公开号为CN105645237A的中国发明专利公开了电梯门机的控制方法和系统，通过增加风力检测模块，根据环境风力大小对门机控制系统的力矩进行自动调整的方法。该方法增加了硬件成本，且仅针对存在风阻的情况。

公开号为CN109399430A的中国发明专利公开了电梯层门控制方法，根据电梯轿厢开关门过程中电动机的力矩电流值和速度值计算门电动机受到的开关门阻力的方法。该方法所采用的公式是牛顿第二定律的变形，其直接引用电梯门质量对应的等效转动惯量来计算开关门阻力，当轿门/厅门由于出厂后的二次装潢导致电梯门质量发生改变时，该方法将产生误差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，本发明通过实时检测电梯开关门阻力的变化，据此预先对开关门驱动力进行补偿，提前抵消门受到的阻力对于门运动的抑制作用，提高门控制系统对于速度指令的响应能力。该方法不增加硬件成本，检测精度达到电梯门的全行程，检测范围覆盖各楼层和开关门两种方向，算法简便可行、有自适应能力。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，包括：

根据预设的开关门速度图形表格，得到开关门加速度数据并选取其中加速度发生变化时的行程点作为变加速点；在电梯门运动过程中，检测门电动机电流并转换得到作用在电梯门上的驱动力；检测电梯门运动速度并转换得到门加速度；

基于电梯门行程中各变加速点及其左右两个临近点的驱动力、门加速度、电梯门在变加速点受到的阻力以及电梯门等效质量构造方程组；结合假设条件推导得到电梯门在变加速点受到的阻力，结合取均值或者线性插值法得到电梯门在相邻变加速点之间的行程中受到的阻力；

将阻力转换为对应的门电动机补偿电流，将门电动机补偿电流叠加到门控制系统原有的电流输出指令上，得到汇总电流输出指令。

优选的，所述基于电梯门行程中各变加速点及其左右两个临近点的驱动力、门加速度、电梯门在变加速点受到的阻力以及电梯门等效质量构造方程组，包括：

将电梯门行程中各变加速点标记为P

根据牛顿第二定律构造方程组为：

优选的，所述电梯门在变加速点受到的阻力的计算公式为：

其中，当P

优选的，所述结合取均值或者线性插值法得到电梯门在相邻变加速点之间的行程中受到的阻力，包括：

电梯门在相邻变加速点之间行程的阻力，取两个相邻变加速点的阻力均值得到；或者按照现线性插值方式结合行程得到。

优选的，综合各变加速点的阻力，以及变加速点之间行程的阻力得到整个电梯门行程对应的阻力。

优选的，阻力检测过程在电梯门的每次开关时均进行，以使得计算得到的阻力反映当前状态。

优选的，阻力检测过程在电梯门的各个变加速点均进行。

优选的，基于若干次阻力检测将阻力采用移动平均法或加权移动平均法进行过滤。

优选的，过滤针对不同的楼层和变加速点分别进行。

优选的，将各变加速点的阻力以及变加速点之间行程的阻力按照楼层和开/关门分别存储。

优选的，所述开关门速度图形表格包括折线或者曲线。

优选的，所述变加速点P

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，不需要额外增加硬件设备和相关的信号采集算法，仅需进行阻力和补偿电流的处理算法，因此不增加硬件成本；检测精度达到电梯门的全行程，检测范围覆盖各楼层和开关门两种方向，算法简便可行、有自适应能力；提前抵消门受到的阻力对于门运动的抑制作用，提高门控制系统对于速度指令的响应能力。综上所述，本发明有助于通过软件算法改善现有门控制系统的现场适应能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的电梯开关门阻力检测原理示意图；

图2为本发明的变加速点及其两侧邻近点选取示意图；

图3为本发明的电梯开关门驱动力补偿原理示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一方面实施例提供了一种电梯开关门阻力检测和驱动力补偿方法，包括电梯开关门阻力检测方法和电梯开关门驱动力补偿方法。

请参阅图1，本发明提供的电梯开关门阻力检测方法包括以下步骤：

步骤101，选取变加速点：根据预设的开关门速度图形表格，计算得到开关门加速度数据并选取其中加速度发生变化时的行程点作为变加速点。图2举例说明了变加速点P

步骤102，在电梯门运动过程中，检测门电动机电流I

步骤103，在步骤101的同时，检测电梯门运动速度v(p)并经过对时间求导转换得到门加速度a(p)。转换过程为公知技术，因此不做详述。根据牛顿第二定律，F(p)、a(p)、电梯门等效质量M，以及门受到的阻力f(p)满足式一：

F(p)＝M·a(p)+f(p)

步骤104，基于电梯门行程中各个变加速点P

方程组一中，p

步骤105，根据方程组推导，得到电梯门在变加速点附近受到的阻力f(p

式二中，当P

步骤106，相邻两个变加速点之间的行程各处的阻力，取这两个变加速点的阻力的均值，或者按照线性插值方式根据行程计算得到。

步骤107，综合各个变加速点的阻力，以及变加速点之间的行程各处的阻力，得到整个门行程中的阻力。

检测过程在电梯门的每次开关时均进行，以使得计算得到的阻力反映当前状态。

检测过程在电梯门的各个变加速点均进行，以尽量详尽地反映在整个门行程中门受到的阻力。

步骤108，基于若干次检测和计算将阻力采用移动平均法或加权移动平均法等方法进行过滤，以消除毛刺和突变。过滤针对不同的楼层和变加速点分别进行。

步骤109，将各个变加速点的阻力、变加速点之间行程各处的阻力，按照楼层和开/关门分别存储，以反映各个楼层由于地坎洁净程度、风阻大小，以及运动方向不同所造成的阻力变化。

请参阅图2，本发明选取变加速点P

图2提供的开关门速度图形的横坐标为门的行程，纵坐标为开关门速度，开关门速度图形是一种折线，其转折处发生了加速度变化，包括折线的起点和终点共计有六处转折。转折点被作为变加速点P

图2仅标注了其中一处变加速点P

图2给出的是一种折线类型的开关门速度图形，但的选取变加速点P

请参阅图3，本发明提供的电梯开关门驱动力补偿方法包括以下步骤：

步骤201，将阻力参数经过阻力—转矩—电流转换得到对应的门电动机补偿电流

步骤202，将门电动机补偿电流

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。