智能型PI在永磁同步電梯門機驅(qū)動器中的應用

吳建彬++任忠平++尹國欽

摘 要：在電梯系統(tǒng)運行的背景下，智能型PI技術(shù)的出現(xiàn)為系統(tǒng)的優(yōu)化及調(diào)節(jié)提供了穩(wěn)定支持。通過研究，將智能型PI在永磁同步電梯門機驅(qū)動器的設計作為重點，進行了優(yōu)化技術(shù)的分析，旨在通過技術(shù)的優(yōu)化，促進電梯運輸?shù)陌踩l(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能型PI；永磁同步電梯門機；驅(qū)動器；設備運用

對于電梯系統(tǒng)中的門機而言，作為一種三相永磁同步電機模式，具有多變量、非線性以及強耦合的系統(tǒng)形式，電梯系統(tǒng)的運行為了實現(xiàn)其強轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)控制形式，在轉(zhuǎn)矩控制的同時需要進行參數(shù)的解耦，而且，在雙閉環(huán)系統(tǒng)設計的過程中，通過PI調(diào)節(jié)參數(shù)的直接性分析，可以對不同門機系統(tǒng)進行質(zhì)量的優(yōu)化及穩(wěn)定性的協(xié)調(diào)，從而保證系統(tǒng)轉(zhuǎn)動幅度的合理性，優(yōu)化傳統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)機制，為電梯門機系統(tǒng)的靜態(tài)化、動態(tài)化運行提供穩(wěn)定支持。在PI系統(tǒng)調(diào)節(jié)的過程中，可以穩(wěn)定提升系統(tǒng)的自學習以及自適應能力，同時形成單神經(jīng)元的調(diào)節(jié)機制，從而為電梯系統(tǒng)的運行及優(yōu)化提供穩(wěn)定支持。

1 永磁同步電梯門的特點

第一，在永磁同步電梯門機設計的過程中，主要采用了永磁材料的磁極技術(shù)，通過釹鐵硼以及釤鈷的運用，可以獲得較高的氣息磁通密度，因此，在電器系統(tǒng)容量相同的狀態(tài)下，可以實現(xiàn)電機體積小、重量輕的項目設計。對于永磁同步電梯門而言，其設計與普通異步電梯相比，電梯門機的體積減小了30%-70%，其重量也減輕了25%-60%[1]。第二，在永磁同步電機轉(zhuǎn)子電流勵磁工程設計的過程中，定子繞組呈現(xiàn)出阻性的負載狀態(tài)，這種狀態(tài)下的電機功率因數(shù)接近于1，有效降低了電子電流，提高了電梯門機的工作效率，促進了電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)，為電網(wǎng)項目投資提供了穩(wěn)定支持。第三，永磁同步電梯門可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)動慣量小，允許脈沖轉(zhuǎn)巨大以及動態(tài)性能相對良好的運行模式，從而為永磁電機門的穩(wěn)定運行提供專業(yè)性的技術(shù)支持。

2 門機控制系統(tǒng)的技術(shù)要求

在電梯系統(tǒng)運行的過程中，電梯門機作為一種電梯開關(guān)門的執(zhí)行機構(gòu)，在整個電梯系統(tǒng)中操作中相對頻繁，通過電梯設計及制造項目的優(yōu)化，可以保證電梯系統(tǒng)開關(guān)門項目執(zhí)行的合理性，通過電梯門機控制系統(tǒng)的優(yōu)化提升電梯整體性能。因此，在門機控制系統(tǒng)設計中，需要滿足以下幾種技術(shù)要求：

第一，保證電梯輸入電源是工頻單項交流電。第二，電梯系統(tǒng)中的驅(qū)動機應該為永磁同步機。第三，在電壓波動保護裝置系統(tǒng)運行的背景下，其輸入的電壓需要在175V-260V的范圍，從而才可以充分保證門機系統(tǒng)的正常運行。并在電流大于2A的狀態(tài)時，使電梯系統(tǒng)啟動過流保護機制[2]。第四，通過轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)矢量項目的控制，可以使電梯維護人員在電梯系統(tǒng)在運行的背景下，進行開關(guān)門的曲線選擇，從而保證電氣曲線門設計的可調(diào)控性。第五，對于電梯系統(tǒng)中的免調(diào)試功能而言，在任意門寬電梯門設計的過程中，需要在保證電梯門運行狀態(tài)的穩(wěn)定性。第六，在電梯門機系統(tǒng)運行的背景下，需要保證電梯開門時間小于2.6s，關(guān)門時間需要小于2.8s，同時，重開門的噪聲需要小于62dB，從而保證電梯運行效率的穩(wěn)定性提升。第七，如果在電梯系統(tǒng)運行的背景下，發(fā)生了齒輪與傳送帶打滑的現(xiàn)象，需要對開關(guān)門周圍的環(huán)境進行合理矯正，主要是為了不影響電梯系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[3]。

3智能型PI在永磁同步電梯門機驅(qū)動器中的應用

3.1 PI器的調(diào)節(jié)器設計

在電梯系統(tǒng)運行的背景下，PI調(diào)節(jié)器作為最為使用的控制器，在現(xiàn)階段電梯系統(tǒng)運行的背景下，仍然得到了廣泛的運用。主要是由于電梯系統(tǒng)中的PI裝置結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性強而且系統(tǒng)運行具有較強的便利性特點，但是，在系統(tǒng)運行的背景下，由于電梯系統(tǒng)內(nèi)部本身的分量線性特點，導致電梯系統(tǒng)中的靜態(tài)及動態(tài)控制存在矛盾，這些現(xiàn)象的出現(xiàn)導致傳統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器不能很好的適應這些環(huán)境，從而為PI參數(shù)的優(yōu)化以及數(shù)據(jù)資源的運用造成制約[4]。

第一，電梯系統(tǒng)中的位置式PI調(diào)節(jié)器。在電梯系統(tǒng)運行的過程中，由于整個系統(tǒng)存在著比例部分以及積分部分，其位置式的PI控制器需要進行比例以及積分部分的確定，因此，在離散化后計算公式分析中，其具體的公式如（1）所示。

（1）式中的ωerr（k）是調(diào)節(jié)器的輸入值，Kp是比例系數(shù)，Ts作為調(diào)節(jié)器中的執(zhí)行周期，Upro是比例部分中的輸出給定大小，而Uinteg是積分部分中項目數(shù)值的輸出給定大小。

第二，增量式PI調(diào)節(jié)器，對于增量PI調(diào)節(jié)器而言，會通過對計算周期的輸入及輸出分析，得出相關(guān)的計算方式。在位置式PI算法每次輸出數(shù)據(jù)確定的過程中，需要對誤差內(nèi)容進行科學話的功能積累，在整個過程中，其運算的量相對較大，所以，在故障錯誤現(xiàn)象發(fā)生時，會逐漸增大系統(tǒng)數(shù)據(jù)的變化幅度，這種控制技術(shù)在實際工程是不被允許的。同時，在增量式PI算法確定的背景下，應該注意誤差較小的特點，認識到溢出影響因素中出現(xiàn)的缺點[5]。

3.2 模糊自適應PI調(diào)節(jié)

第一，I/O空間模糊化特點，在I/O空間模糊化特點分析的過程中，其主要的作用是合理確定語言變量的輸入系統(tǒng)，通過對模糊子集個數(shù)、確定項目輸入及輸出資源的綜合分析，進行隸屬好函數(shù)的優(yōu)化確定。在一般狀態(tài)下，通過對一個論域定義模糊子集的個數(shù)分析，進行控制項目的細化及項目的設計，實現(xiàn)電梯智能系統(tǒng)穩(wěn)定運行。但是，在多種模糊系統(tǒng)劃分的背景下，可以進行項目復雜內(nèi)容的合理確定。而且，在模塊控制器資源優(yōu)化的背景下，可以同你剛剛對速度誤差以及速度誤差變化的綜合分析，進行區(qū)域的劃分，其通常狀態(tài)下的論域會在[-1，1]范圍內(nèi)，保證函數(shù)關(guān)系的穩(wěn)定確定。第二，在智能型PI在永磁同步電梯門機驅(qū)動器中技術(shù)確定中，實現(xiàn)模糊計算系統(tǒng)的優(yōu)化分析，實現(xiàn)電梯系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源的雙輸入及雙輸出的模塊化控制。同時，在模糊系統(tǒng)控制及優(yōu)化分析的過程中，通過控制器作用確定的過程中，需要發(fā)現(xiàn)Kp，在速度差以及誤差變化率合理確定的背景下，可以完善系統(tǒng)之間的模糊關(guān)系，保證電梯系統(tǒng)在永磁同步電梯門機驅(qū)動的狀態(tài)下，實現(xiàn)電梯系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[6]。

4 結(jié)束語

總而言之，現(xiàn)階段電梯智能型PI在永磁同步電梯門機驅(qū)動器中的應用中，需要通過對系統(tǒng)驅(qū)動器的優(yōu)化設計，進行門機系統(tǒng)的設計，將智能型PI作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)中的重要機制，實現(xiàn)速度跟蹤性能的有效調(diào)節(jié)，實現(xiàn)項目系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。與此同時，在智能PI系統(tǒng)調(diào)節(jié)的背景下，需要保證系統(tǒng)調(diào)節(jié)的簡單化特點，優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)節(jié)的自動性控制，保證項目設計的科學性及穩(wěn)定性，促進現(xiàn)階段電梯門機系統(tǒng)的優(yōu)化運行。

參考文獻

[1]單亞飛，侯春輝，王曦冉. 智能型PI在永磁同步電梯門機驅(qū)動器中的應用[J].電機與控制應用，2014，10：10-14.

[2]趙志遠.基于永磁同步電機的電梯門機驅(qū)動器設計與優(yōu)化[D].華中科技大學，2013.

[3]王鑫.模糊PI控制在永磁同步電機電梯門機系統(tǒng)中的應用[D].天津大學，2012.

[4]朱珂.基于永磁同步電機的電梯門機控制器的研究[D].河南理工大學，2012.

作者簡介：吳建彬（1974-），男，漢族，浙江省義烏市人，職稱：工程師，單位：寧波賽福特電子有限公司。

任忠平（1977-），男，漢族，重慶市人，職稱：高級工程師，單位：寧波朝暉新材料有限公司。

尹國欽（1979-），男，漢族，江西贛州，職稱：工程師，單位：寧波東盛集成電路元件有限公司。