[01400909]无称重传感器电梯高效无齿轮永磁曳引系统控制方法研究

直驱式永磁曳引机具有高效节能、节约空间、动态性能好及维护方便等诸多优点,并已成为现代曳引机的主流。目前,采用安装称重传感器前馈控制方式存在称重传感器反馈重量信号受干扰、成本增加及传感器维护等问题,因此无称重传感器控制方式在现代电梯中具有重要的应用需求。本项目主要针对无称重传感器直驱式永磁曳引系统控制关键科学问题进行研究。 首先对电磁抱闸释放过程曳引系统非线性动力学特性进行分析与建模。针对无齿轮电梯曳引系统结构特点,结合电磁抱闸释放过程的机械特性,并将库仑摩擦力模型、钢丝绳的弹性及阻尼特性引入,建立了永磁曳引系统动力学模型。在此基础上提出了基于转矩变化率模糊自调整的无称重传感器起动转矩控制方法。根据抱闸释放过程永磁曳引机负载转矩特性,设计速度PI控制器与转矩变化率模糊自调节相结合的起动控制机制,以有效减小倒溜距离,提高系统鲁棒性。 为了减轻轿厢溜车程度以提高乘梯舒适性,对无静差预测控制电梯防倒溜起动策略进行研究。针对曳引轮转矩特性产生的预测模型失配问题,引入模型校正环节来重新匹配预测模型,从而消除稳态速度误差。将转速估计值引入到速度预测环节作为速度预测初值,因此无需在价值函数中再对预测速度进行校正。并对所提出方法的稳定性进行分析,阐明了控制参数的选取方法。 研究基于扩张状态观测器和非线性微分跟踪器的增强型预测控制电梯防倒溜起动策略。采用扩张状态观测器对未知广义扰动引起的失配预测模型进行校正,同时通过非线性微分跟踪器获取滞后小且平滑精确的速度反馈信息,以提高扩张状态观测器的性能。分析了扩张状态观测器的稳定性及参数优化原则,给出了非线性微分跟踪器的参数设计方法。 研究基于电流矢量角自校正的IPMSM最大转矩/电流在线控制策略。通过定子电流采样值对电流矢量角进行在线调整,并引入傅里叶分析环节,实时比较不同矢量角下的电流矢量幅值大小,从而获得最小电流幅值的最优电流矢量角,实现系统的效率优化控制。结果表明所研究的在线效率优化控制方法能够较好地对期望运行轨迹进行跟踪。