JP5546970B2 - Magnetic guide controller - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、例えばエレベータの乗りかごをガイドレールに沿って非接触で走行案内するための磁気ガイド装置の制御装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a control device for a magnetic guide device for traveling and guiding, for example, an elevator car along a guide rail in a non-contact manner.
一般に、エレベータの乗りかごは、昇降路内に垂直方向に設置された一対のガイドレールに支持され、巻上機に巻き掛けられたロープを介して昇降動作する。その際、負荷荷重の不均衡や乗客の移動によって生じる乗りかごの揺動は、ガイドレールによって抑制される。 In general, an elevator car is supported by a pair of guide rails installed vertically in a hoistway and moves up and down via a rope wound around a hoisting machine. At that time, the swing of the car caused by imbalance of load load or movement of passengers is suppressed by the guide rail.
ここで、エレベータの乗りかごに用いられるガイド装置として、ガイドレールに接する車輪とサスペンションとで構成されたローラガイド、もしくは、ガイドレールに対して摺動して案内するガイドシュー等が用いられる。しかし、このような接触型のガイド装置では、ガイドレールの歪みや継ぎ目などで振動や騒音が発生し、また、ローラガイドが回転するときに騒音が発生する。このため、エレベータの快適性が損なわれるといった問題があった。 Here, as a guide device used for an elevator car, a roller guide composed of a wheel and a suspension in contact with the guide rail, or a guide shoe that slides and guides the guide rail is used. However, in such a contact-type guide device, vibration and noise are generated due to distortion and joints of the guide rail, and noise is generated when the roller guide rotates. For this reason, there existed a problem that the comfort of an elevator was impaired.
このような問題点を解決するために、非接触で乗りかごを案内する方法が提案されている。 In order to solve such problems, a method of guiding a car without contact has been proposed.
すなわち、電磁石により構成された磁気ガイド装置を乗りかごに搭載し、鉄製のガイドレールに対して磁力を作用させて、乗りかごを非接触で案内する方法がある(例えば、特許文献1参照)。これは、乗りかごの四隅に配置された電磁石がガイドレールを3方向から囲み、ガイドレールとガイド装置との間の空隙の大きさに応じて電磁石を励磁制御して、乗りかごをガイドレールに対して非接触に案内するものである。 That is, there is a method in which a magnetic guide device configured by an electromagnet is mounted on a car and a magnetic force is applied to an iron guide rail to guide the car in a non-contact manner (see, for example, Patent Document 1). This is because the electromagnets arranged at the four corners of the car surround the guide rail from three directions, and the electromagnet is controlled to be excited according to the size of the gap between the guide rail and the guide device. On the other hand, it is a non-contact guide.
さらに、乗り心地を向上させるための技術として、磁気ガイド装置近傍に設置された加速度センサの信号を用いて、乗りかごとガイドレールとの間の変位量を一定に保持するように制御する方法がある(例えば、特許文献2参照)。 Furthermore, as a technique for improving the ride comfort, there is a method of controlling the displacement amount between the ride car and the guide rail to be kept constant by using a signal of an acceleration sensor installed in the vicinity of the magnetic guide device. (For example, refer to Patent Document 2).
また、上記電磁石を用いた構造で問題となる制御性の低下および消費電力の増大等を解決する手段として、永久磁石を用いる方法がある(例えば、特許文献3参照)。永久磁石と電磁石を併用することにより、消費電力を抑えつつ、低剛性・長ストロークで乗りかごを支持する磁気ガイド装置を実現できる。 Further, as a means for solving the problem of a decrease in controllability and an increase in power consumption, which are problems in the structure using the electromagnet, there is a method using a permanent magnet (for example, see Patent Document 3). By using a permanent magnet and an electromagnet together, it is possible to realize a magnetic guide device that supports a car with low rigidity and a long stroke while suppressing power consumption.
このように、磁気力を応用し、ガイドレールに対して非接触で乗りかごを支持する磁気ガイド装置では、一般的に電磁石を用いて乗りかごを支える磁力を発生させている。その際、加速度センサを用いて振動を抑制させる場合に、非接触案内の制御系とは別に、加速度信号を処理するための別の制御系を組み込む必要がある。このため、制御アルゴリズムが複雑化すると共に、制御系の安定性を再検討しなければならない。 As described above, in a magnetic guide device that applies a magnetic force and supports the car without contact with the guide rail, generally, an electromagnet is used to generate a magnetic force that supports the car. In that case, when suppressing vibration using an acceleration sensor, it is necessary to incorporate another control system for processing the acceleration signal, in addition to the non-contact guidance control system. For this reason, the control algorithm becomes complicated, and the stability of the control system must be reexamined.
したがって、制御系の構成を大幅に変更することなく、加速度センサを用いて振動を抑制することのできる磁気ガイド制御装置が求められる。 Accordingly, there is a need for a magnetic guide control device that can suppress vibration using an acceleration sensor without significantly changing the configuration of the control system.
本実施形態に係る磁気ガイド制御装置は、強磁性体からなるガイドレールに沿って移動する移動体を磁気力の作用により上記ガイドレールから浮上させて非接触で走行案内する磁気ガイド装置を制御する磁気ガイド制御装置において、上記磁気ガイド装置に設置され、上記ガイドレールと上記磁気ガイド装置との間の距離を検出するギャップセンサと、上記移動体に設置され、上記移動体の加速度を検出する加速度センサと、上記ギャップセンサの信号から上記移動体の第1の速度信号を演算する第1の速度演算手段と、上記加速度センサの信号から上記移動体の第2の速度信号を演算する第2の速度演算手段と、上記第1の速度演算手段によって得られた第1の速度信号の高周波領域を減衰させるローパスフィルタと、上記第2の速度演算手段によって得られた第2の速度信号の低周波領域を減衰させるハイパスフィルタと、上記ローパスフィルタを通した上記第1の速度信号と上記ハイパスフィルタを通した上記第2の速度信号とを加算した信号に基づいて上記磁気ガイド装置を制御する制御手段とを具備する。
上記磁気ガイド制御装置において、上記制御手段は、制御開始時および終了時には上記第1の速度信号を用いて上記磁気ガイド装置を制御し、上記移動体が安定して浮上した状態では上記第1の速度信号と上記第2の速度信号とを加算した信号を用いて上記磁気ガイド装置を制御するものであり、上記第1の速度信号に第1の係数を乗じた信号あるいは上記第1の速度信号と上記第2の速度信号とを加算した信号に第2の係数を乗じた信号を上記磁気ガイド装置を制御するための速度信号として導入し、上記第1の係数と上記第2の係数は、0〜1の値を有すると共に、両者の和が1になるように設定されることを特徴とする。
また、他の実施形態に係る磁気ガイド制御装置において、上記制御手段は、上記移動体の変位が所定の範囲内にあるときには上記第1の速度信号と上記第2の速度信号とを加算した信号を用いて上記磁気ガイド装置を制御し、上記移動体の変位が所定の範囲内よりも大きくなった場合に上記第1の速度信号を用いて上記磁気ガイド装置を制御するものであり、上記第1の速度信号に第1の係数を乗じた信号あるいは上記第1の速度信号と上記第2の速度信号とを加算した信号に第2の係数を乗じた信号を上記磁気ガイド装置を制御するための速度信号として導入し、上記第1の係数と上記第2の係数は、0〜1の値を有すると共に、両者の和が1になるように設定されることを特徴とする。
The magnetic guide control device according to the present embodiment controls a magnetic guide device that moves and moves along a guide rail made of a ferromagnetic material from the guide rail by the action of a magnetic force and guides traveling without contact. In the magnetic guide control device, a gap sensor that is installed in the magnetic guide device and detects a distance between the guide rail and the magnetic guide device, and an acceleration that is installed in the moving body and detects the acceleration of the moving body. A first speed calculating means for calculating a first speed signal of the moving body from a signal of the sensor, a second speed signal of calculating the second speed signal of the moving body from the signal of the acceleration sensor; A speed calculation means, a low-pass filter for attenuating a high frequency region of the first speed signal obtained by the first speed calculation means, and the second speed calculation. A high-pass filter that attenuates the low-frequency region of the second speed signal obtained by the stage, the first speed signal that has passed through the low-pass filter, and the second speed signal that has passed through the high-pass filter are added And a control means for controlling the magnetic guide device based on the signal .
In the magnetic guide control device, the control means controls the magnetic guide device by using the first speed signal at the start and end of the control, and the first moving unit is in a state where the moving body is stably levitated. The magnetic guide device is controlled using a signal obtained by adding a speed signal and the second speed signal, and a signal obtained by multiplying the first speed signal by a first coefficient or the first speed signal. And a signal obtained by adding a second coefficient to a signal obtained by adding the second speed signal and the second coefficient are introduced as a speed signal for controlling the magnetic guide device, and the first coefficient and the second coefficient are: It has a value of 0 to 1 and is set so that the sum of the two becomes 1 .
In the magnetic guide control device according to another embodiment, the control means is a signal obtained by adding the first speed signal and the second speed signal when the displacement of the moving body is within a predetermined range. Is used to control the magnetic guide device, and when the displacement of the moving body becomes larger than a predetermined range, the magnetic guide device is controlled using the first speed signal. In order to control the magnetic guide device, a signal obtained by multiplying the first speed signal by the first coefficient or a signal obtained by multiplying the first speed signal and the second speed signal by the second coefficient. And the first coefficient and the second coefficient have values of 0 to 1 and are set so that the sum of the two is 1.
以下、図面を参照して実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態に係る磁気ガイド装置をエレベータの乗りかごに適用した場合の斜視図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view when the magnetic guide device according to the first embodiment is applied to an elevator car.
図1に示すように、エレベータの昇降路1内には、鉄製で強磁性体からなる一対のガイドレール2が立設されている。乗りかご4は、図示せぬ巻上機に巻き掛けられたロープ3によって吊り下げられている。この乗りかご4は、上記巻上機の回転駆動に伴い、ガイドレール2に沿って昇降動作する。なお、図中の4aはかごドアであり、乗りかご4が各階に着床したときに開閉動作する。
As shown in FIG. 1, a pair of
ここで、図1において、乗りかご4の左右方向をx、前後方向をy、上下方向をzとし、かつ、それらx、y、z軸に関する回転方向をξ、θ、ψとする。 Here, in FIG. 1, the left-right direction of the car 4 is x, the front-rear direction is y, the up-down direction is z, and the rotation directions about the x, y, and z axes are ξ, θ, and ψ.
乗りかご4のかご枠4bの上下左右の四隅の連結部に、ガイドレール2に対向させて磁気ガイド装置5がそれぞれ取り付けられている。後述するように、この磁気ガイド装置5の磁力を制御することで、乗りかご4がガイドレール2から浮上して非接触で走行することができる。
図2は磁気ガイド装置5の構成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the
磁気ガイド装置5は、磁石ユニット6、磁石ユニット6とガイドレール2との間に形成される磁気回路中の物理量(磁石ユニット6とガイドレール2との間の間隙)を検出するための複数個(ここでは2個)のギャップセンサ7と、それらを支持している台座8とで構成されている。
The
なお、磁気ガイド装置5は、図1に示したように乗りかご4のかご枠4bの上下左右の四隅の連結部に設けられており、それぞれに同様の構成である。
In addition, the
図3は磁気ガイド装置5に設けられた磁石ユニット6の構成を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the magnet unit 6 provided in the
磁石ユニット6は、永久磁石9a,9bと、ガイドレール2を3方向から囲む形で磁極を対向させる継鉄10a,10b,10cと、コイル11a,11b,11c,11dとからなる。コイル11a,11b,11c,11dは、その継鉄10a,10b,10cを鉄心として磁極部分の磁束を操作することのできる電磁石を構成する。
The magnet unit 6 includes
このような構成により、ギャップセンサ7等によって検出された磁気回路中の状態量をもとにコイル11a,11b,11c,11dに励磁して、ガイドレール2と磁気ガイド装置5とを接触させることなく安定して支持することができる。
With such a configuration, the
図4は磁気ガイド装置5の磁力制御を行うための磁気ガイド制御装置21の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the magnetic
磁気ガイド制御装置21は、センサ部22と、制御演算器23と、パワーアンプ24とを備え、乗りかご4の四隅に設置された磁石ユニット8の吸引力を制御する。なお、図4では、便宜的にセンサ部22を含めて示されているが、実際にはセンサ部22は磁気ガイド装置5あるいは乗りかご4側に設けられている。
The magnetic
制御演算器23は、センサ部22からの信号に基づいて乗りかご4を非接触案内させるべく各コイル11に印加する電圧を演算する。パワーアンプ24は、制御演算器23の出力に基づいて各コイル11に電力を供給する。
The
センサ部22は、磁気ガイド装置5の磁石ユニット6とガイドレール2との間の空隙の大きさを検出するギャップセンサ7と、乗りかご4の加速度を検出する加速度センサ12と、各コイル11に流れる電流値を検出する電流センサ25とで構成されている。後述するように、本実施形態では、ギャップセンサ7と電流センサ25に加え、さらに加速度センサ12を用いていることが特徴である。
The
このような構成において、磁石ユニット6とガイドレール2との間に所定のギャップ長を維持させるべく、各コイル11に励磁する電流を制御する。また、非接触で乗りかご4を支持した状態で、そのときに各コイル11に流れる電流値を積分器を介してフィードバックする。これにより、定常状態にあるときには、乗りかご4の重量および不平衡力の大きさに関わらず、永久磁石9だけの磁力で乗りかご4を支持する、いわゆる「ゼロパワー制御」が行われる。
In such a configuration, the current excited in each coil 11 is controlled to maintain a predetermined gap length between the magnet unit 6 and the
このゼロパワー制御によって、乗りかご4がガイドレール2に対して非接触で安定に支持される。そして、定常状態では、各コイル11に流れる電流は零に収束し、安定支持に必要となる力は永久磁石9の磁力だけで済むようになる。
By this zero power control, the car 4 is stably supported without contact with the
これは、乗りかご4の重量やバランスが変化した場合でも同様である。すなわち、乗りかご4に何らかの外力が加えられた場合、磁石ユニット6とガイドレール2との間の空隙を所定の大きさに調整するために、過渡的にコイル11に電流が流れる。しかし、再度安定状態になった際には、上記制御手法を用いることにより、コイル11に流れる電流は零に収束する。そして、乗りかご4に加わる荷重と、永久磁石9の磁力によって発生する吸引力とが釣り合う大きさの空隙が形成される。
This is the same even when the weight or balance of the car 4 changes. That is, when some external force is applied to the car 4, a current flows transiently through the coil 11 in order to adjust the gap between the magnet unit 6 and the
次に、制御演算器23について詳細に説明する。
図5は磁気ガイド制御装置21に設けられた制御演算器23の構成を示すブロック図である。
Next, the control
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the control
制御演算器23は、図1に示したx,y,θ,ξ,ψの5つの運動軸に関する演算処理を行うものである。図5に示すように、この制御演算器23は、変位変換器31、加速度変換器32、電流変換器33、制御電圧演算器34、制御電圧変換器35から構成されている。
The control
変位変換器31は、各ギャップセンサ7から得られたギャップ長と予め設定された基準値との差であるギャップ長偏差信号から乗りかご4のx方向の変位Δx,y方向の変位Δy,θ方向(ロール方向)の回転角Δθ,ξ方向(ピッチ方向)の回転角Δξ,ψ方向(ヨー方向)の回転角Δψを演算する。
The
電流変換器33は、電流センサ25から得られた各コイル11の電流値と予め設定された基準値との差である電流偏差信号から乗りかご4のx方向の運動にかかわる電流偏差Δix、y方向の運動にかかわる電流偏差Δiy、θ方向の回転にかかわる電流偏差Δiθ、ξ方向の回転にかかわる電流偏差Δiξ、ψ方向の回転にかかわる電流偏差Δiψを演算する。
The
ここで、通常の制御系では、上述した変位の信号と電流の信号から制御電圧を演算するように構成されている。本実施形態では、さらに、その制御系に加える形で、乗りかご4に設置された加速度センサ12の信号を制御演算器23に導入している。
Here, the normal control system is configured to calculate the control voltage from the displacement signal and the current signal described above. In the present embodiment, the signal of the
加速度センサ12は、乗りかご4の各運動モードに関する挙動を検出できるように、少なくとも5方向に関して設置される。本実施形態では、図1に示すように、乗りかご4の上方のかご枠4bの中央部(ロープ取り付け部付近)に加速度センサ12a、乗りかご4の下方のかご4bの両端部に加速度センサ12b,12cが設置されている。これらの加速度センサ12a,12b,12cは、それぞれにx方向とy方向の2方向の加速度を検出可能な2軸加速度センサからなる。
The
なお、加速度センサ12a,12b,12cの配置は、図1の例に限らず、例えば乗りかご4の上方のかご枠4bに2個、下方のかご枠4bに1個としても良い。要は、加速度センサ12a,12b,12cが一直線上になければ、どのような配置であっても良い。
The arrangement of the
なお、本実施形態の場合、2軸加速度センサを3個用いているので、検出可能な方向としては、2×3=6方向となり、1つ冗長となる。したがって、5方向を検出するだけであれば、2軸加速度センサを2個、1軸加速度センサを1個用いることでも良い。 In the present embodiment, since three biaxial acceleration sensors are used, 2 × 3 = 6 directions can be detected, and one redundancy is provided. Therefore, if only five directions are detected, two biaxial acceleration sensors and one uniaxial acceleration sensor may be used.
また、3方向検出可能な3軸加速度センサを用いれば、5方向を検出するに2個の加速度センサで済む。しかし、一般に3軸加速度センサは、電子カメラや携帯電話機などの小型の電子機器に用いられるものであり、検出精度が低く、エレベータのような大型機器には適用できない。 If a three-axis acceleration sensor capable of detecting three directions is used, two acceleration sensors are sufficient to detect five directions. However, the three-axis acceleration sensor is generally used for small electronic devices such as an electronic camera and a mobile phone, has low detection accuracy, and cannot be applied to a large device such as an elevator.
加速度変換器32は、上述した各加速度センサ12(12a,12b,12c)の信号から上記5つの方向に対応した加速度Δax,Δay,Δaθ,Δaξ、Δaψを演算する。
The
制御電圧演算器34は、変換器31,32,33から得られた各運動モードに関する変位情報と加速度情報と電流情報をもとに、乗りかご4を安定に非接触案内させるためのモード別電磁石制御電圧ex,ey,eθ,eξ,eψを演算する。
The
制御電圧換器35は、制御電圧演算器34の出力ex,ey,eθ,eξ,eψより各磁石ユニット6のそれぞれのコイル励磁電圧を演算し、この結果をもとにパワーアンプ24を駆動させる。
The
ここで、上記制御電圧演算器34は、さらに左右モード(xモード)制御電圧演算器34a、前後モード(yモード)制御電圧演算器34b、ロールモード(θモード)制御電圧演算器34c、ピッチモード(ξモード)制御電圧演算器34d、ヨーモード(ψモード)制御電圧演算器34eから構成されている。
The
以下に、制御電圧演算器34a〜34eの構成について、xモードに関する制御電圧演算器34aを例にして説明する。
Hereinafter, the configuration of the
図6は制御演算器23に設けられたxモードに関する制御電圧演算器34aの構成を示すブロック図である。なお、回転モードに関する演算器では、変位は角度、速度は角速度、加速度は角加速度に相当する。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the
制御電圧演算器34aは、速度演算器41と、ゲイン補償器42a,42b,42cと、積分補償器43とからなり、これらの補償器42a,42b,42c,43の出力を合成して電磁石励磁電圧exを出力する。
The
速度演算器41は、x方向の変位信号Δxとx方向の加速度信号Δaxからx方向の速度信号Δvを演算する。ゲイン補償器42a,42b,42cは、それぞれに変位信号Δx、速度信号Δv、電流信号Δixに対して適当なフィードバックゲインを乗じる。積分補償器43は、電流目標値と電流信号Δixとの差分を積分して適当なフィードバックゲインを乗じる。
The
ここで、速度演算器41は、変位信号Δxを微分して第1の速度信号を生成する微分器44に加え、加速度変換器32から出力される加速度信号Δaxを積分して第2の速度信号を生成する積分器46を備える。
Here, the
さらに、この速度演算器41において、微分器44に対してローパスフィルタ45、積分器46に対してハイパスフィルタ47が設けられている。ローパスフィルタ45は、微分器44から出力された第1の速度信号の所定の周波数以上の高周波領域を減衰させる。ハイパスフィルタ47は、積分器46から出力された第2の速度信号の所定の周波数以下の低周波領域を減衰させる。これらのフィルタ45,47によって処理された2つの速度信号を加算することにより、乗りかご4のx方向の運動モードに関する速度信号Δvを生成し、その速度信号Δvをもとにフィードバック制御を行う。
Further, in the
制御演算器23に含まれる他の制御電圧演算器34b〜34eについても同様の構成であり、それぞれに各方向の加速度信号を速度演算器41に直接取り込み、変位信号を微分して得られる速度信号に上記加速度信号を積分して得られる速度信号を加えて最終的な速度信号を生成してフィードバック制御を行う構成になっている。
The other control voltage calculators 34b to 34e included in the
磁気ガイド制御装置21は、このような構成の制御電圧演算器34(34a〜34e)を含む制御演算器23から出力される励磁電圧信号に基づいて、永久磁石9が発生する磁束と同方向または逆方向の磁束を各コイル11に発生させると共に、磁石ユニット6とガイドレール2との間に隙間を維持した状態でコイル電流を零に収束させるように制御する。
The magnetic
これにより、定常状態において各磁石ユニット6におけるギャップ長は、永久磁石9の起磁力による各磁石ユニット6の磁気吸引力が乗りかご4の重心に作用する各運動モードの力やトルクとつり合うような長さになる。また、乗りかご4に外力が作用すると、磁気ガイド制御装置21は、各磁石ユニット6のコイル11の励磁電圧を制御して、定常的にコイル11に流れる電流を0に収束させる、所謂「ゼロパワー制御」を行う。
Thereby, in the steady state, the gap length in each magnet unit 6 is balanced with the force and torque of each motion mode in which the magnetic attractive force of each magnet unit 6 due to the magnetomotive force of the permanent magnet 9 acts on the center of gravity of the car 4. Become length. When an external force is applied to the car 4, the magnetic
このゼロパワー制御を適用した場合、磁石ユニット6とガイドレール2の間の距離を所定の長さに保つ制御がなされるのではなく、乗りかご4に加わる力に応じて、案内位置を変えながら、コイルllに流れる電流を零に収束させるような制御がなされる。
When this zero power control is applied, the distance between the magnet unit 6 and the
以上のように、乗りかごに加速度センサ12(12a,12b,12c)を設置し、その信号を用いて磁気ガイド装置5の磁力を制御することにより、乗りかご4の振動を抑制して非接触案内を行うことができる。
As described above, the acceleration sensor 12 (12a, 12b, 12c) is installed in the car, and the magnetic force of the
ここで、通常、加速度センサ12の信号を用いる場合には、その信号を処理するために別の制御系を設け、その別の制御系から得られる信号と既存の制御系から得られる信号とを合成処理するような複雑な構成が必要となる。このため、制御系の大幅な変更と信号処理の調整が必要となるが、本実施形態では、図6に示したように、加速度センサ12の信号を速度演算器41に直接取り込み、変位信号と合わせて速度信号を内部的に生成しているので、制御系の大幅な変更や信号処理の調整を必要とせずに実現できる。
Here, usually, when the signal of the
また、ガイドレール2の表面に段差や不連続面があった場合、その部分を磁石ユニット6が通過したときに、ギャップセンサ7の信号が瞬時的に変動する。このギャップセンサ7の信号をもとに得た変位信号を微分すると、上記信号変動が高周波のノイズとして顕著に表れ、乗りかご4を不要に揺らす要因となる。これに対し、本実施形態では、図6に示したように、変位信号を微分器44にて微分して得た速度信号をローパスフィルタ45を介して出力する構成としているので、上記信号変動に伴う高周波ノイズを除去することができる。
Further, when there is a step or a discontinuous surface on the surface of the
一方、加速度信号を積分器46にて積分して生成した速度信号は、積分器46を介することで高周波成分は減衰するため、上記のようなノイズを含むことはない。しかし、加速度信号を積分しているために、ギャップセンサ7の信号に含まれる定常的な低周波ノイズが蓄積されることがある。これに対し、本実施形態では、図6に示したように、加速度信号を積分器46にて積分して得た速度信号をハイパスフィルタ47を介して出力する構成としているので、上記定常的な低周波ノイズを除去することができる。
On the other hand, the velocity signal generated by integrating the acceleration signal by the
このように、低周波領域においては変位信号を基準とした速度成分を抽出し、高周波領域においては加速度信号を基準とした速度成分を抽出して、各周波数領域において分離した信号を加算することによって、低周波領域から高周波領域まで、滑らかな速度信号Δvを得ることができる。この速度信号Δvを用いてフィードバック制御を行うことにより、揺れが少なく、乗り心地のいいエレベータを実現できる。 Thus, by extracting the speed component based on the displacement signal in the low frequency region, extracting the speed component based on the acceleration signal in the high frequency region, and adding the separated signals in each frequency region A smooth speed signal Δv can be obtained from the low frequency region to the high frequency region. By performing feedback control using this speed signal Δv, it is possible to realize an elevator with less vibration and good ride comfort.
なお、変位信号から算出された速度信号を処理するローパスフィルタ45と、加速度信号から算出された速度信号を処理するハイパスフィルタ47のカットオフ周波数を一致させることで、全周波数領域においてフラットな特性が得られる。したがって、互いのカットオフ周波数の差が±30%以内の範囲に収まっていることが望ましい。その範囲であれば、ローパスフィルタ45およびハイパスフィルタ47の特性の和が最大で20%以下のずれとなるため、制御系に大きな影響を与えることなく設計することができる。
By matching the cut-off frequencies of the low-
また、本実施形態では、磁気ガイド装置5の磁石ユニット6に永久磁石9a,9bを用いて、ゼロパワー制御により定常電流を零としているため、加速度信号により検出された乗りかご4の揺れに対する振動抑制に電力の大半を割り当てることができる。
Further, in the present embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
ここでは、制御演算器23を構成する制御電圧演算器34a〜34eについて、xモードに関する制御電圧演算器34aを例にして説明する。なお、他の制御電圧演算器34b〜34eについても同様である。
Here, the
図7は第2の実施形態に係る制御演算器23に設けられたxモードに関する制御電圧演算器34aの構成を示すブロック図である。なお、上記第1の実施形態における図6の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a
上記第1の実施形態では、速度演算器41において、x方向の変位信号Δxから第1の速度信号を生成する際に、微分器44にて変位信号Δxを微分していた。しかし、ギャップセンサ7の信号は定常的にノイズ成分を含むと共に、ガイドレール2の段差などにおいては急峻な信号変動を検出してしまう。このような信号を微分処理すると、ノイズ成分を増幅することになり、高精度な制御が困難になる可能性がある。
In the first embodiment, when the
そこで、第2の実施形態では、微分器44に代えて、オブザーバ(状態推定器)48を用いるものとする。オブザーバ48は、変位信号Δxおよび電流信号Δixを入力とし、これらの値から第1の速度信号を推定するものであり、微分器44のように演算によってノイズ成分を増幅することが少ない。
Therefore, in the second embodiment, an observer (state estimator) 48 is used instead of the
このオブザーバ48によって得られた第1の速度信号に対し、上記第1の実施形態と同様にローパスフィルタ45を用いて高周波領域を減衰させることで、よりノイズの少ない滑らかな信号を得ることができる。
A smooth signal with less noise can be obtained by attenuating the high-frequency region of the first velocity signal obtained by the
このような構成によれば、オブザーバ48によって変位信号Δxおよび電流信号Δixから第1の速度信号が求められ、その一方で積分器46によって加速度信号Δaxから第2の速度信号が求められる。オブザーバ48によって得られた第1の速度信号はローパスフィルタ45にて高周波ノイズが低減され、積分器46によって得られた第2の速度信号はハイパスフィルタ47にて低周波ノイズが低減される。その両者の速度信号を加算することで、ノイズを含まない滑らかな速度信号Δvを得ることができ、その速度信号Δvに基づいてフィードバック制御を行うことで、より安定した非接触案内制御を実現することができる。
According to such a configuration, the
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
ここでは、制御演算器23を構成する制御電圧演算器34a〜34eについて、xモードに関する制御電圧演算器34aを例にして説明する。なお、他の制御電圧演算器34b〜34eについても同様である。
Here, the
図8は第3の実施形態に係る制御演算器23に設けられたxモードに関する制御電圧演算器34aの構成を示すブロック図である。なお、上記第1の実施形態における図6の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a
第3の実施形態では、速度演算器41において、微分器44に代えて、オブザーバ(状態推定器)48が用いられていると共に、ハイパスフィルタ47の後段にゲイン補償器49と位相補償器50が設けられている。
In the third embodiment, in the
オブザーバ48は、上記第2の実施形態で説明したように、変位信号Δxおよび電流信号Δixを入力とし、これらの値から第1の速度信号を推定する。また、ゲイン補償器49は、x方向の加速度信号Δaxから得られた第2の速度信号に対し、所定のゲインを乗じる。位相補償器50は、ゲイン補償器49から出力された第2の速度信号の位相を調整する。
As described in the second embodiment, the
このような構成によれば、オブザーバ48によって変位信号Δxおよび電流信号Δixを元に第1の速度信号が求められ、その一方で積分器46によって加速度信号Δaxを元に第2の速度信号が求められる。
According to such a configuration, the
ここで、加速度信号Δaxを積分器46に通した場合に、その積分器46の特性に応じて第2の速度信号に位相遅れが生じることがあり、その位相遅れを位相補償器50によって補償するものとする。また、位相補償を行うと、ゲインが変動することがあるため、その変動分をゲイン補償器49にて補償する。これにより、上記オブザーバ48およびローパスフィルタ45を通じて得られる第1の速度信号と合成した際に、時間的なずれを防いで、正しい速度信号Δvを得ることができる。このような速度信号Δvに基づいてフィードバック制御を行うことで、より安定した非接触案内制御を実現することができる。
Here, when the acceleration signal Δax is passed through the
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について説明する。
第4の実施形態では、乗りかごに対する加速度センサの設置箇所と個数を変えている。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described.
In the fourth embodiment, the location and number of acceleration sensors installed in the car are changed.
図9は第4の実施形態に係るエレベータの乗りかごに対する加速度センサの設置例を示す斜視図である。なお、上記第1の実施形態における図1の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。 FIG. 9 is a perspective view showing an installation example of the acceleration sensor for the elevator car according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the structure of FIG. 1 in the said 1st Embodiment, and the description shall be abbreviate | omitted.
上記第1の実施形態では、図1に示すように、3つの加速度センサ12a,12b,12cを用いて、少なくとも5方向の検出できるように配置していた。これに対し、第4の実施形態では、図9に示すように、乗りかご4の上方のかご枠4bのロープ取り付け箇所の中心近傍に加速度センサ12aを設置し、乗りかご4の下方のかご枠4bの中心近傍に加速度センサ12aと垂直に並ぶようにして加速度センサ12dを設置している。これらの加速度センサ12a,12dは、それぞれにx方向とy方向の2方向の加速度を検出可能な2軸加速度センサからなる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the three
通常、エレベータ走行中の振動は併進運動と倒れに関する回転運動(x、y、θ、ξ)の運動軸に関する揺れの比率が高い。それらの動きを検出するために、上下方向周りの回転運動(ψ)を除く、主要4方向の回転運動(x、y、θ、ξ)の加速度信号を検出するべく、2つの加速度センサ12a,12dを乗りかご4の上方と下方のかご枠4bの中心位置近傍に設置する。
Usually, the vibration during the elevator traveling has a high ratio of shaking about the motion axis of the rotational motion (x, y, θ, ξ) related to translational motion and tilting. In order to detect these movements, the two
これらの加速度センサ12a,12dの加速度信号を制御電圧演算器34に入力し、上記第1乃至第4の実施形態と同様の処理において速度信号を生成する。これにより、加速度センサ12の設置個数を減じても、比較的良好な速度信号を得て、安定した非接触案内制御を行うことができる。
The acceleration signals of these
(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態について説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described.
ここでは、制御演算器23を構成する制御電圧演算器34a〜34eについて、xモードに関する制御電圧演算器34aを例にして説明する。なお、他の制御電圧演算器34b〜34eについても同様である。
Here, the
図10は第5の実施形態に係る制御演算器23に設けられたxモードに関する制御電圧演算器34aの構成を示すブロック図である。なお、上記第1の実施形態における図6の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a
第5の実施形態では、速度演算器41において、第1の係数乗算器51と第2の係数乗算器52、係数調整器53が設けられている。第1の係数乗算器51は、微分器44から出力される第1の速度信号に対して所定の係数αを乗じる。第2の係数乗算器51は、微分器44およびローパスフィルタ45を通じて得られた第1の速度信号と積分器46およびハイパスフィルタ47を通じて得られた第2の速度信号とを加算した信号に対して所定の係数βを乗じる。係数調整器53は、第1の係数乗算器51の係数αの値と第2の係数乗算器52の係数βの値をα+β=1.0の範囲内で調整する。第1の係数乗算器51の出力と第2の係数乗算器52の出力とを加算した信号を最終的な速度信号Δvとしてでゲイン補償器42bに与える。
In the fifth embodiment, the
このような構成において、非接触案内制御を開始するときや終了するときには、乗りかご4(磁気ガイド装置5)をガイドレール2から離間させたり接触させたりする必要がある。その際、乗りかご4とガイドレール2とが接触あるいは離間する瞬間に発生する衝撃を加速度センサ12が検出すると、速度演算器41による速度信号の生成に影響が出て、不要な揺れを乗りかご4に与えてしまう可能性がある。
In such a configuration, when the non-contact guidance control is started or finished, the car 4 (magnetic guide device 5) needs to be separated from or brought into contact with the
そこで、速度演算器41において、変位信号Δxから導出された第1の速度信号には、第1の係数乗算器51によって係数αを乗じ、変位信号Δxから導出された第1の速度信号と加速度信号Δaxから導出された第2の速度信号とを加算した信号には第2の係数乗算器52により係数βを乗じる構成とする。
Therefore, in the
係数αと係数βは連動して変化するものであり、それぞれが0〜1の値を有すると共に、互いの総和が1とするように変化する。したがって、係数αが1のときに係数βは0となり、速度演算器41から出力される速度信号Δvは、変位信号Δxから導出された第1の速度信号となる。一方、係数αが0となると、係数βは1となり、速度演算器41から出力される速度信号Δvは、変位信号Δxから導出された第1の速度信号と加速度信号Δaxから導出された第2の速度信号とを加算した信号となる。係数αと係数βが0〜1の値を有している場合には、その比率に応じた速度信号Δvが出力される。
The coefficient α and the coefficient β change in conjunction with each other, and each has a value of 0 to 1 and changes so that the sum of the values becomes 1. Therefore, when the coefficient α is 1, the coefficient β is 0, and the speed signal Δv output from the
ここで、非接触案内制御をしていないとき、すなわち、乗りかご4がガイドレール2に接触して停止している状態では、係数αを1、係数βを0とする。非接触案内制御を開始すると、しばらくの間はその状態で制御を実行し、乗りかご4をガイドレール2から離間させて非接触案内状態とする。その後、徐々に係数αを1から0に変化させると共に、係数βを0から1に変化させ、最終的に係数αを0、係数βを1とする。
Here, when the non-contact guidance control is not performed, that is, when the car 4 is in contact with the
このように、係数αと係数βを操作することによって、制御開始時には、乗りかご4がガイドレール2から離れるときに生じる衝撃に対する加速度信号Δaxの応答を排除して、変位信号Δxから導出された第1の速度信号のみを用いて制御を行うことができる。
In this way, by manipulating the coefficient α and the coefficient β, the response of the acceleration signal Δax to the impact generated when the car 4 leaves the
また、乗りかご4の非接触状態が安定したときに、変位信号Δxから導出された第1の速度信号と加速度信号Δaxから導出された第2の速度信号とを加算した信号を用いることで、上記第1乃至第3の実施形態で説明したように、振動抑制効果の高い制御を行うことができる。 Further, when the non-contact state of the car 4 is stabilized, a signal obtained by adding the first speed signal derived from the displacement signal Δx and the second speed signal derived from the acceleration signal Δax is used. As described in the first to third embodiments, control with a high vibration suppression effect can be performed.
また、その制御の切り替えを係数α,βの調整によってスムーズに行うことで、制御切り替え時に不用意に揺れを生じさせることもない。 In addition, since the control is smoothly switched by adjusting the coefficients α and β, the control is not inadvertently shaken when the control is switched.
一方、非接触案内制御を終了する場合には、係数αを0から1に徐々に変化させると共に、係数βを1から0に変化させる。こうすることにより、制御停止時に乗りかご4がガイドレール2に接触した瞬間に生じる衝撃的な加速度応答をフィードバック系に導入することがなくなり、乗りかご4をスムーズにガイドレール2に接触させて制御を停止させることができる。
On the other hand, when the non-contact guidance control is ended, the coefficient α is gradually changed from 0 to 1, and the coefficient β is changed from 1 to 0. By doing so, it is not necessary to introduce a shocking acceleration response generated at the moment when the car 4 comes into contact with the
なお、上述した係数α,βの操作は、係数調整器53によって行われる。
すなわち、係数調整器53は、磁気ガイド装置5の動作を制御するための制御信号CNTに基づいて、制御開始時に係数αを1から0まで徐々に減少させると共に係数βを0から1まで徐々に増加させ、制御終了時に係数αを0から1まで徐々に増加させると共に係数βを1から0まで徐々に減少させるように第1の係数乗算器51と第2の係数乗算器52を調整する。
The operations of the coefficients α and β described above are performed by the
That is, the
また、この第5の実施形態は、上記第2の実施形態のように、速度演算器41の微分器44をオブザーバ48に代えた構成であって適用可能である。
Further, the fifth embodiment can be applied with a configuration in which the
また、図10の例では、微分器44の出力に第1の係数を乗じる構成とした。しかし、微分器44の出力にローパスフィルタ45をかけた後の信号でも磁気浮上が実現できる場合には、ローパスフィルタ処理後の信号を第1の速度信号として扱うこともできる。その場合には、ローパスフィルタ45の出力に第1の係数を乗じる構成であっても良い。
In the example of FIG. 10, the output of the
(第6の実施形態)
次に、第6の実施形態について説明する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment will be described.
ここでは、制御演算器23を構成する制御電圧演算器34a〜34eについて、xモードに関する制御電圧演算器34aを例にして説明する。なお、他の制御電圧演算器34b〜34eについても同様である。
Here, the
図11は第6の実施形態に係る制御演算器23に設けられたxモードに関する制御電圧演算器34aの構成を示すブロック図である。なお、上記第1の実施形態における図6の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a
第6の実施形態では、上記第5の実施形態と同様に、速度演算器41において、第1の係数乗算器51と第2の係数乗算器52、係数調整器53が設けられている。第1の係数乗算器51は、微分器44から出力される第1の速度信号に対して所定の係数αを乗じる。第2の係数乗算器51は、微分器44およびローパスフィルタ45を通じて得られた第1の速度信号と積分器46およびハイパスフィルタ47を通じて得られた第2の速度信号とを加算した第3の速度信号に対して所定の係数βを乗じる。係数調整器53は、第1の係数乗算器51の係数αの値と第2の係数乗算器52の係数βの値をα+β=1.0の範囲内で調整する。第1の係数乗算器51の出力と第2の係数乗算器52の出力とを加算した信号を最終的な速度信号Δvとしてでゲイン補償器42bに与える。
In the sixth embodiment, as in the fifth embodiment, the
ここで、上記第5の実施形態と異なる点は、係数調整器53が変位信号Δxに基づいて第1の係数乗算器51と第2の係数乗算器52を調整していることである。
Here, the difference from the fifth embodiment is that the
すなわち、上述したように、非接触案内を開始するときや終了するときには、乗りかご4(磁気ガイド装置5)をガイドレール2から離間させたり接触させたりする必要がある。その際、乗りかご4とガイドレール2とが接触あるいは離間する瞬間に発生する衝撃を加速度センサ12が検出すると、速度演算器41による速度信号の生成に影響が出て、不要な揺れを乗りかご4に与えてしまう可能性がある。
That is, as described above, when the non-contact guidance starts or ends, the car 4 (magnetic guide device 5) needs to be separated from or brought into contact with the
そこで、第6の実施形態では、乗りかご4の案内位置が所定の範囲内にあるときには、変位信号Δxと加速度信号Δaxから導出した速度信号Δvを用いてフィードバック制御を行うように係数αを0とすると共に係数βを1とする。一方、乗りかご4の案内位置が所定の範囲よりも大きくなった場合には、変位信号Δxから導出した速度信号Δvを用いてフィードバック制御を行うように係数αを0から1まで徐々に増加させると共に係数βを1から0まで徐々に減少させる。 Therefore, in the sixth embodiment, when the guidance position of the car 4 is within a predetermined range, the coefficient α is set to 0 so that feedback control is performed using the velocity signal Δv derived from the displacement signal Δx and the acceleration signal Δax. And the coefficient β is 1. On the other hand, when the guide position of the car 4 becomes larger than a predetermined range, the coefficient α is gradually increased from 0 to 1 so that feedback control is performed using the speed signal Δv derived from the displacement signal Δx. At the same time, the coefficient β is gradually decreased from 1 to 0.
これにより、走行中に何らかの要因で乗りかご4(磁気ガイド装置5)がガイドレール2と接触してしまった場合でも、衝突時の加速度信号によって乗りかご4が揺さぶられることなく、滑らかに走行させることができる。
Thus, even when the car 4 (magnetic guide device 5) comes into contact with the
なお、この第6の実施形態は、上記第2の実施形態のように、速度演算器41の微分器44をオブザーバ48に代えた構成であって適用可能である。
The sixth embodiment can be applied with a configuration in which the
また、図11の例では、微分器44の出力に第1の係数を乗じる構成とした。しかし、微分器44の出力にローパスフィルタ45をかけた後の信号でも磁気浮上が実現できる場合には、ローパスフィルタ処理後の信号を第1の速度信号として扱うこともできる。その場合には、ローパスフィルタ45の出力に第1の係数を乗じる構成であっても良い。
In the example of FIG. 11, the output of the
また、上記各実施形態では、エレベータの乗りかごに設けられた磁気ガイド装置を例にして説明したが、本発明はエレベータに限られるものではなく、磁力を利用して非接触案内を行う移動体であれば、その全てに適用可能である。 In each of the above embodiments, the magnetic guide device provided in the elevator car has been described as an example. However, the present invention is not limited to the elevator, and a moving body that performs non-contact guidance using magnetic force. If so, it is applicable to all of them.
要するに、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In short, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…昇降路、2…ガイドレール、3…ロープ、4…乗りかご、4a…かごドア、4b…かご枠、5…磁気ガイド装置、6…磁石ユニット、7…ギャップセンサ、8…台座、9a,9b…永久磁石、10a,10b,10c…継鉄、11a,11b,11c,11d…コイル、12a,12b,12c,12d…加速度センサ、21…磁気ガイド制御装置、22…センサ部、23…制御演算器、24…パワーアンプ、25…電流センサ、31…変位変換器、32…加速度変換器、33…電流変換器、34…制御電圧演算器、34a〜34e…各モードの制御電圧演算器、35…制御電圧変換器、41…速度演算器、42a,42b,42c…ゲイン補償器、43…積分補償器、44…微分器、45…ローパスフィルタ、46…積分器、47…ハイパスフィルタ、48…オブザーバ、49…ゲイン補償器、50…位相補償器、51…第1の係数乗算器、52…第2の係数乗算器、53…係数調整器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hoistway, 2 ... Guide rail, 3 ... Rope, 4 ... Car, 4a ... Car door, 4b ... Car frame, 5 ... Magnetic guide apparatus, 6 ... Magnet unit, 7 ... Gap sensor, 8 ... Base, 9a , 9b ... permanent magnets, 10a, 10b, 10c ... yokes, 11a, 11b, 11c, 11d ... coils, 12a, 12b, 12c, 12d ... acceleration sensors, 21 ... magnetic guide control devices, 22 ... sensor units, 23 ...
Claims (12)
上記磁気ガイド装置に設置され、上記ガイドレールと上記磁気ガイド装置との間の距離を検出するギャップセンサと、
上記移動体に設置され、上記移動体の加速度を検出する加速度センサと、
上記ギャップセンサの信号から上記移動体の第1の速度信号を演算する第1の速度演算手段と、
上記加速度センサの信号から上記移動体の第2の速度信号を演算する第2の速度演算手段と、
上記第1の速度演算手段によって得られた第1の速度信号の高周波領域を減衰させるローパスフィルタと、
上記第2の速度演算手段によって得られた第2の速度信号の低周波領域を減衰させるハイパスフィルタと、
上記ローパスフィルタを通した上記第1の速度信号と上記ハイパスフィルタを通した上記第2の速度信号とを加算した信号に基づいて上記磁気ガイド装置を制御する制御手段とを具備し、
上記制御手段は、制御開始時および終了時には上記第1の速度信号を用いて上記磁気ガイド装置を制御し、上記移動体が安定して浮上した状態では上記第1の速度信号と上記第2の速度信号とを加算した信号を用いて上記磁気ガイド装置を制御するものであり、
上記第1の速度信号に第1の係数を乗じた信号あるいは上記第1の速度信号と上記第2の速度信号とを加算した信号に第2の係数を乗じた信号を上記磁気ガイド装置を制御するための速度信号として導入し、
上記第1の係数と上記第2の係数は、0〜1の値を有すると共に、両者の和が1になるように設定されることを特徴とする磁気ガイド制御装置。 In a magnetic guide control device that controls a magnetic guide device that moves a moving body that moves along a guide rail made of a ferromagnetic material from the guide rail by the action of a magnetic force and guides traveling without contact,
A gap sensor installed in the magnetic guide device for detecting a distance between the guide rail and the magnetic guide device;
An acceleration sensor installed on the moving body and detecting the acceleration of the moving body;
First speed calculation means for calculating a first speed signal of the moving body from a signal of the gap sensor;
Second speed calculating means for calculating a second speed signal of the moving body from the signal of the acceleration sensor;
A low-pass filter for attenuating the high-frequency region of the first speed signal obtained by the first speed calculation means;
A high-pass filter that attenuates a low-frequency region of the second speed signal obtained by the second speed calculation means;
Control means for controlling the magnetic guide device based on a signal obtained by adding the first speed signal passing through the low-pass filter and the second speed signal passing through the high-pass filter ;
The control means controls the magnetic guide device using the first speed signal at the start and end of the control, and the first speed signal and the second speed when the movable body is stably lifted. The magnetic guide device is controlled using a signal obtained by adding a speed signal,
The magnetic guide device is controlled by a signal obtained by multiplying the first speed signal by a first coefficient or a signal obtained by multiplying the first speed signal and the second speed signal by a second coefficient. Introduced as a speed signal to
The magnetic guide control device according to claim 1, wherein the first coefficient and the second coefficient have values of 0 to 1 and are set so that a sum of the values is 1 .
上記磁気ガイド装置に設置され、上記ガイドレールと上記磁気ガイド装置との間の距離を検出するギャップセンサと、A gap sensor installed in the magnetic guide device for detecting a distance between the guide rail and the magnetic guide device;
上記移動体に設置され、上記移動体の加速度を検出する加速度センサと、An acceleration sensor installed on the moving body and detecting the acceleration of the moving body;
上記ギャップセンサの信号から上記移動体の第1の速度信号を演算する第1の速度演算手段と、First speed calculation means for calculating a first speed signal of the moving body from a signal of the gap sensor;
上記加速度センサの信号から上記移動体の第2の速度信号を演算する第2の速度演算手段と、Second speed calculating means for calculating a second speed signal of the moving body from the signal of the acceleration sensor;
上記第1の速度演算手段によって得られた第1の速度信号の高周波領域を減衰させるローパスフィルタと、A low-pass filter for attenuating the high-frequency region of the first speed signal obtained by the first speed calculation means;
上記第2の速度演算手段によって得られた第2の速度信号の低周波領域を減衰させるハイパスフィルタと、A high-pass filter that attenuates a low-frequency region of the second speed signal obtained by the second speed calculation means;
上記ローパスフィルタを通した上記第1の速度信号と上記ハイパスフィルタを通した上記第2の速度信号とを加算した信号に基づいて上記磁気ガイド装置を制御する制御手段とを具備し、Control means for controlling the magnetic guide device based on a signal obtained by adding the first speed signal passing through the low-pass filter and the second speed signal passing through the high-pass filter;
上記制御手段は、上記移動体の変位が所定の範囲内にあるときには上記第1の速度信号と上記第2の速度信号とを加算した信号を用いて上記磁気ガイド装置を制御し、上記移動体の変位が所定の範囲内よりも大きくなった場合に上記第1の速度信号を用いて上記磁気ガイド装置を制御するものであり、The control means controls the magnetic guide device using a signal obtained by adding the first speed signal and the second speed signal when the displacement of the moving body is within a predetermined range, and the moving body The magnetic guide device is controlled using the first speed signal when the displacement of the magnetic field is greater than a predetermined range,
上記第1の速度信号に第1の係数を乗じた信号あるいは上記第1の速度信号と上記第2の速度信号とを加算した信号に第2の係数を乗じた信号を上記磁気ガイド装置を制御するための速度信号として導入し、The magnetic guide device is controlled by a signal obtained by multiplying the first speed signal by a first coefficient or a signal obtained by multiplying the first speed signal and the second speed signal by a second coefficient. Introduced as a speed signal to
上記第1の係数と上記第2の係数は、0〜1の値を有すると共に、両者の和が1になるように設定されることを特徴とする磁気ガイド制御装置。The magnetic guide control device according to claim 1, wherein the first coefficient and the second coefficient have values of 0 to 1 and are set so that a sum of the values is 1.
上記制御装置は、上記電磁石に励磁する電流を制御することで、上記移動体を上記ガイドレールに接触させることなく走行案内すると共に、上記移動体に作用する外力の有無に関わらず、上記電磁石に励磁する電流の定常値を零に収束させることを特徴とする請求項1または2記載の磁気ガイド制御装置。 The magnetic guide device has a magnet unit having an electromagnet and a permanent magnet,
The control device controls the current excited to the electromagnet to guide the moving body without contacting the guide rail, and to the electromagnet regardless of the presence or absence of external force acting on the moving body. 3. The magnetic guide control device according to claim 1, wherein the steady value of the exciting current is converged to zero.
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