改善電梯的曳引系統(tǒng)
2014-10-28PID控制方式，但是在PID控制中，一個(gè)關(guān)鍵問題便是PID參數(shù)的整定，傳統(tǒng)的方法是在獲取對象數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)某一整定原則來確定PID參數(shù)，然而在實(shí)際過程中，被控對象電梯的被控過程機(jī)理較復(fù)雜，具有非線性、時(shí)變不確定性和純滯后等特點(diǎn)，在噪聲及負(fù)載振動(dòng)等擾動(dòng)影響下，過程參數(shù)甚至模型結(jié)構(gòu)均會發(fā)生變化，這就要求在PID控制中，不僅PID參數(shù)的整定不依賴于對象數(shù)學(xué)模型，并且PID參數(shù)能在線調(diào)整，以滿足實(shí)時(shí)控制的要求。自適應(yīng)控制吸收了常規(guī)PID控制器的優(yōu)點(diǎn)，它既具有自動(dòng)辨識被控過程參數(shù)，自動(dòng)整定控制器參數(shù)，能夠適應(yīng)被控過程參數(shù)變化等優(yōu)點(diǎn)，也有常規(guī)PID控制器結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性好、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。雖然現(xiàn)代的變頻器基本上都具有自學(xué)習(xí)功能，但學(xué)習(xí)起來還是比較麻煩，把單神經(jīng)元與PID控制結(jié)合組成單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制方法可比較好地解決電梯控制問題，只需簡單設(shè)定初始值即可滿足控制要求。
單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制的仿真速度曲線采用基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制算法比用普通PID控制算法在速度控制上有良好的快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)和較強(qiáng)的校正適應(yīng)能力，它既不需要對象的數(shù)學(xué)模型，又可以在線實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)、自整定控制器系數(shù)，改進(jìn)了電梯曳引驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)，從仿真曲線可見基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制時(shí)的響應(yīng)輸出速度控制曲線基本上與設(shè)定理想曲線相仿。從可看出當(dāng)系統(tǒng)有擾動(dòng)時(shí)，此種控制方法具有相當(dāng)好的抗干擾能力，也能比較平滑地跟蹤理想速度曲線。可見，利用具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力的單神經(jīng)元來構(gòu)成單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制，不但結(jié)構(gòu)簡單，算法明確，計(jì)算量小，而且能適應(yīng)環(huán)境變化，具有較強(qiáng)的魯棒性。單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制增益變化時(shí)仿真曲線3試驗(yàn)研究控制方法對電梯運(yùn)行性能的改善可從電梯速度、振動(dòng)加速度的測試結(jié)果得到驗(yàn)證，這里使用阿爾法電梯測試系統(tǒng)。本次試驗(yàn)分別在三菱載質(zhì)量1000kg、梯速25m/s的實(shí)際電梯和實(shí)驗(yàn)室用SX-701型模型電梯上進(jìn)行。為在兩種控制方法下，對三菱電梯運(yùn)行進(jìn)行測試得到的速度曲線，此時(shí)電梯為空載下行。
為普通PID控制和基于單神經(jīng)元自適應(yīng)在兩種控制方法下電梯轎廂空載下行實(shí)測速度曲線PID控制時(shí)的三菱電梯按25m/s運(yùn)行時(shí)沿轎廂運(yùn)行方向的振動(dòng)加速度實(shí)測值，可以看出控制方法的不同選擇，對轎廂因振動(dòng)而造成的乘坐舒適性是有一定影響的。三菱客梯沿轎廂運(yùn)行方向的振動(dòng)加速度實(shí)測值cm/s2普通PID控制單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制全程上行空載1815滿載2924全程下行空載1815滿載2520標(biāo)準(zhǔn)值25最大超差百分比16%-4%在上述試驗(yàn)的同時(shí)我們對電動(dòng)機(jī)的電流波形進(jìn)行監(jiān)測，可見在單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制方法下，電流波形較平滑，諧波成分較少功耗試驗(yàn)是在SX-701型3層模型電梯上進(jìn)行的，試驗(yàn)時(shí)，在普通PID控制和基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制兩種控制方法下，使用同樣的理想速度曲線，載質(zhì)量25kg，從基站運(yùn)行到最高站，然后回基站，共上下800個(gè)來回，每種方法做3次，消耗能量見。
通過改變曳引控制系統(tǒng)的控制方法，能使整個(gè)曳引系統(tǒng)在變頻技術(shù)節(jié)能30%的基礎(chǔ)上，再節(jié)約大約5%的能耗。兩種控制方法電梯曳引系統(tǒng)耗能kWh控制策略所耗能量平均耗能量基于普通PID基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制結(jié)論通過對上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，可以得出以下結(jié)論：a.在給定參數(shù)輸入下，本文討論的基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制方法比傳統(tǒng)的PID控制具有較好的速度跟蹤能力。b.在低速運(yùn)行時(shí)，傳統(tǒng)的PID控制爬行現(xiàn)象較嚴(yán)重，而基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制時(shí)，爬行現(xiàn)象得到明顯改善。c.在負(fù)載突然變化20%，即有擾動(dòng)存在時(shí)。d.從穩(wěn)態(tài)時(shí)電流波形來看，基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制方法能夠得到正確的電流波形，并且與PID控制相比，波形上無高頻諧波，保持了較好的穩(wěn)定精確度。無論是在速度曲線跟蹤能力，還是在抗負(fù)載變化能力上，本文所提出的基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制方法對電梯曳引系統(tǒng)進(jìn)行控制無疑是一種合適的控制方法，它有利于提高乘客乘梯的舒適性，而且對曳引系統(tǒng)減低能耗有一定的效果，究其原因是這種控制方法對擾動(dòng)的響應(yīng)快，干擾抑制能力強(qiáng)。
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