[发明专利]一种高速电梯轿厢水平振动的减振系统及其控制方法

权利要求书

1.一种高速电梯轿厢水平振动的减振系统，其特征是，包括主动减振器、主动控制系统，所述主动减振器设置于轿厢底部；

所述主动减振器包括作动器、固定板、振动加速度检测计、集成控制装置；

所述作动器共有两个，分为x方向作动器以及y方向作动器，x方向作动器与固定板固定连接，y方向作动器与固定板固定连接，振动加速度检测计固定在在固定板中央，振动加速度检测计与集成控制装置电性连接，集成控制装置固定在固定板上；

所述的主动减振器连接主动控制系统；

所述主动控制系统，包括电源模块、微处理器、导轨检测模块、控制回路、存储器；所述导轨检测模块包括导轨不平度检测装置、AD转换电路；所述控制回路包括DA转换电路和放大电路、控制电路；所述振动加速度检测计为加速度传感器；所述作动器由直线电机以及重块组成，直线电机与集成控制装置电性连接，重块与直线电机的动子固定连接；

在微处理器中预先设定x和y方向振动加速度阈值a_x0和a_y0，通过导轨不平度检测装置检测导轨不平度信息，通过主动减振器的振动加速度检测计检测电梯x和y方向振动加速度a_x1和a_y1；

当主动减振器的振动加速度检测计检测到的电梯x和y方向振动加速度大于所设定的阈值时：

根据电梯模型状态空间方程和导轨不平度检测装置检测的导轨不平度信息计算预测电梯x和y方向振动加速度a_x2和a_y2，同时求解x和y方向预测电梯振动加速度和实际电梯振动加速度的误差△a_x和△a_y；

根据所计算的加速度误差△a_x和△a_y，微处理器采用线性预测模型的BP神经网络PID算法修改控制信息U的权值矩阵，进而对控制信息U进行调节，此信息经DA转换电路和放大电路形成电信号，控制主动减振器中x方向作动器和y方向作动器动作；

所述电梯模型状态空间方程中X为轿厢状态向量，具体表示为其中x为轿厢在x方向上的位移，单位为m，y为轿厢在y方向上的位移，单位为m，θ_x为轿厢绕x方向的转动角度，单位为rad，θ_y为轿厢绕y方向的转动角度，单位为rad，θ_z为轿厢绕z方向的转动角度，单位为rad，代表x方向速度，单位m/s,代表y方向速度，单位m/s,代表绕x方向转动角速度，单位rad/s,代表绕y方向转动角速度，单位rad/s,代表绕z方向转动角速度，单位rad/s；

控制信息作动器x方向控制力为F_cx，y方向控制力为F_cy，单位均为N；

干扰变量W＝[F_x,F_y,T_x,T_y,T_z]^T，F_x为x方向激励，F_y为y方向激励，T_x为θ_x方向激励，T_y为θ_y方向激励，T_z为θ_z方向激励，单位均为N；

输出向量Y＝[a_x2,a_y2]^T，a_x2为预测x方向振动加速度，单位为m/s²，a_y2为预测y方向振动加速度，单位为m/s²；

其中：

均为状态方程系数矩阵；轿厢质量为m，绕x轴转动惯量J_x，绕y轴转动惯量J_y，绕z轴转动惯量Jz，导轮一，二和导轮三，四到轿厢质心水平距离相等分别为l₁和l₂，单位为m，导轮一，三和导轮二，四到轿厢质心垂直距离相等分别为l₃和l₄，单位为m；k为刚度系数，c为阻尼系数。

2.根据权利要求1所述的一种高速电梯轿厢水平振动的减振系统，其特征是，所述导轨不平度检测装置包括激光铅直仪、PSD传感器，所述激光铅直仪有四个，两个所述激光铅直仪设在井道底坑的地面上，另外两个激光铅直仪配合底坑的地面的激光铅直仪设在井道顶面，所述PSD传感器安装在轿厢的四个滚轮的外部。