基于預測控制的電梯永磁曳引機無稱重傳感器起動策略研究.pdf

1、永磁同步曳引機因其低轉速大轉矩、高功率密度以及可實現(xiàn)無機房等諸多優(yōu)點，將更為廣泛地應用在電梯系統(tǒng)中。但如果曳引機在起動過程中所提供的電磁轉矩不足以快速平衡不確定的負載轉矩，曳引系統(tǒng)就會發(fā)生溜車現(xiàn)象。因為采用無減速器直驅方式，曳引輪若發(fā)生倒溜，其倒溜距離會直接反映在轎廂上。稱重傳感器由于信號易受干擾會導致起動誤補償和魯棒性差等缺點，于此同時，為了降低電梯控制系統(tǒng)的整體成本，低分辨率的光電編碼器價格較低廉，仍廣泛使用。因此，本文對基于較低分

2、辨率編碼器且無轎廂重量反饋的直驅式永磁同步曳引機防倒溜起動控制進行研究。
　　本文在分析永磁曳引電機、電梯曳引系統(tǒng)起動轉矩補償以及預測控制發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，建立直驅式電梯曳引機數(shù)學模型，并分析曳引輪所受轉矩的特性。在此基礎上，根據曳引輪轉矩模型的不確定、非線性和強擾動等特性，論證了采用改進預測控制的直驅式電梯無稱重傳感器起動策略的必要性和優(yōu)越性。為了減輕轎廂溜車程度以提高乘梯舒適性，對無靜差預測控制電梯防倒溜起動策略進行研究。針對

3、曳引輪轉矩特性產生的預測模型失配問題，引入模型校正環(huán)節(jié)來重新匹配預測模型，從而消除穩(wěn)態(tài)速度誤差。將轉速估計值引入到速度預測環(huán)節(jié)作為速度預測初值，因此無需在價值函數(shù)中再對預測速度進行校正，可以大幅減小算法計算量。并對所提出方法的穩(wěn)定性進行分析，闡明了控制參數(shù)的選取方法。為了進一步提高曳引系統(tǒng)起動性能，研究基于擴張狀態(tài)觀測器和非線性微分跟蹤器的增強型預測控制電梯防倒溜起動策略。采用擴張狀態(tài)觀測器對未知廣義擾動引起的失配預測模型進行校正，同時

4、通過非線性微分跟蹤器獲取滯后小且平滑精確的速度反饋信息，以提高擴張狀態(tài)觀測器的性能。分析了擴張狀態(tài)觀測器的穩(wěn)定性及參數(shù)優(yōu)化原則，給出了非線性微分跟蹤器的參數(shù)設計方法。最后，在Matlab/Simulink仿真平臺和11.7kW無齒輪永磁同步曳引機實驗平臺上，驗證了所研究策略的電梯起動防倒溜性能。在通過低分辨率位置信息并不使用稱重傳感器的情況下，在不同負載情況下，將兩種預測控制策略和PI控制進行了對比試驗，驗證了無靜差預測控制和增強型預測