[发明专利]一种集成智能电梯控制系统

权利要求书

1.一种集成智能电梯控制系统，包括：系统供电电源、AC-DC转换电路、电路电容、DC-AC转换电路、第一自适应安保电路、第二自适应安保电路、牵引电机电路、智能控制电路和RS232串行接口；所述牵引电机电路由励磁牵引电机和与励磁牵引电机同轴的编码器构成；所述智能控制电路由数字信号处理主控电路、FPGA分控电路、信号采集与预处理电路和智电管理电路构成；

所述智能控制电路分别与DC-AC转换电路、牵引电机电路、第一自适应安保电路、第二自适应安保电路、RS232串行接口相连；电路电容串接于DC总线两侧；AC-DC转换电路通过第一自适应安保电路与系统供电电源相连；DC-AC转换电路通过第二自适应安保电路与牵引电机电路相连；数字信号处理主控电路中的数字信号处理芯片与FPGA分控电路中的FPGA芯片通过IO端口相连；

所述AC-DC转换电路将系统供电电源转换为DC总线电压供DC-AC转换电路使用，并在DC总线之间串接电容电路增加DC总线电压的稳定性；DC-AC转换电路收到故障信号后向FPGA分控电路输出报警信号，能够及时停止系统，并将故障信号反馈给数字信号处理主控电路；智能控制电路的数字信号处理主控电路负责处理来自信号采集与预处理电路的总线电流采样信号、总线电压采样信号以及牵引电机电路的编码器信号，并输出控制DC-AC转换电路的6路PWM信号，FPGA分控电路对来自系统内部和外部的逻辑信号及故障信号进行预处理，并将预处理后的信号以通信的方式通过IO端口反馈给数字信号处理主控电路；智能控制电路通过RS232串行接口与外部控制单元及监控单元进行通信。

2.一种如权利要求1所述的集成智能电梯控制系统的工作方法，包括以下步骤：

S1、数字信号处理主控电路初始化的同时，并对FPGA分控电路进行初始化；

S2、在系统运行过程中，数字信号处理主控电路和FPGA分控电路同时工作，工作过程分别如下：

S2-1、数字信号处理主控电路的控制流程包括：

S2-1-1、数字信号处理主控电路中的数字信号处理芯片采集编码器信号、DC总线电压信号、DC总线电流信号，并计算得出电梯实际的运行速度以及DC总线电压值、DC总线电流值；

S2-1-2、判断当前得到的DC总线电压值是否超过设定的最大电压、DC总线电流值是否超过设定的最大电流值，若超过，则认为系统故障，应立即终止系统运行，若未超过，则转入S2-1-3；

S2-1-3、判断当前电梯实际的运行速度是否在设定的速度范围内，如果超出设定的速度范围，则认为系统故障，应立即终止系统运行，如果没有超出设定的速度范围，则转入S3；

S2-2、FPGA分控电路的控制流程包括：

S2-2-1、FPGA分控电路获取系统内部逻辑信号，包括故障信号、运行状态信号；

S2-2-2、判断系统是否出现故障，若出现故障信号，则FPGA分控电路通过IO端口将故障信号反馈给数字信号处理主控电路，数字信号处理主控电路收到来自FPGA分控电路的故障信号，应立即终止系统运行，并将故障原因通过RS232串行接口反馈给外部监控设备；若FPGA分控电路没有收到故障信号，则转入第S2-2-3；

S2-2-3、FPGA分控电路继续接收外部逻辑信号，即电梯模拟控制台的指令信号，并将外部逻辑信号进行分析处理，得出外部控制指令，通过IO端口将所得外部控制指令反馈给数字信号处理主控电路，然后转入S3；

S3、数字信号处理主控电路中的数字信号处理芯片将采集得到的编码器信号、DC总线电压信号、DC总线电流信号以及FPGA分控电路反馈来的外部控制指令进行综合处理、分析，若判定系统出现故障，则立即终止系统运行；若判定系统没有出现故障，转入S4；

S4、数字信号处理主控电路采用双闭环向量控制策略得出6路PWM控制信号以及电压、电流、旋转速度的控制信号；将6路PWM控制信号输出给DC-AC转换电路，进而控制牵引电机电路，同时将电压、电流、旋转速度的控制信号通过RS232串行接口反馈给外部监控设备。

3.一种如权利要求2所述的方法，S4中双闭环向量控制包括速度环和电流环，所述速度环控制算法具体包括：

A1、计算速度环的预设旋转速度w^*和实时旋转速度w的偏差：预设旋转速度w^*由电梯控制器给定，实时旋转速度w由数字信号处理芯片采集编码器信号根据M/T法测速求得，偏差为预设旋转速度w^*和实时旋转速度w的差值；

A2、计算比例环节的控制量输出表达式如下：

其中k_p为比例环节参数，k表示第k次采样；

A3、计算扰动监测器的补偿量表达式如下：

d‾(k)=1/τ{(τ-T)d‾(k-1)+1/b0[w(k)-w(k-1)]-Tiq*(k-1)}]]>

其中b₀为参考模型参数，τ为低通滤波器的滤波时间常数，T为采样周期，为电流环设定值；

A4、计算最终所需要的电流值u(k)为速度环控制器的输出量。