(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビルディングのエレベータシャフトのガイドレールに作用するためのフレームを有するエレベータかご（１２）を含むエレベータシステムであって、
グローバル座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における５つの自由度の各々において検出されたローカル（局所）パラメータに応答するとともに、ローカルパラメータ信号（Ｇm，Ａm）を供給するためのローカルパラメータ検出手段（１４）と、
ローカルパラメータ信号（Ｇm，Ａm）に応答するとともに、座標化された制御信号（ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3）を供給するための座標化された制御手段１６、および
座標化された制御信号（ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3）に応答し、フレームとガイドレール間の所望のギャップを、ビルディングのエレベータシャフトに関してエレベータシャフトかご（１２）の位置を座標化するために維持するための座標化されたローカル力を供給するローカル（局所）力発生手段（１８）によって構成され、
前記ローカル力発生手段（１８）において、グローバル座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）におけるエレベータかご（１２）の剛体運動は、少なくとも５つの自由度によって運動学的に規定され、該５つの自由度はＸ軸に沿う側面／側面変換、Ｙ軸に沿う前／後変換、Ｘ軸に関するピッチ回転、Ｙ軸に関するロール回転、およびＺ軸に関するヨー回転を含んでいる、ことを特徴とする、
エレベータシステム。
【請求項２】
前記座標化された制御手段（１６）は、ローカルパラメータ信号（Ｇm，Ａm）におけるローカル位置エラー信号（Ｇm，Ｇme）に応答するとともに、座標化されたグローバル力またはモーメント位置フィードバック補償信号（ＦＣxp，ＦＣyp，ＦＣMxp，ＦＣMyp，ＦＣMzp）を供給するための位置フィードバック座標化コントローラ（１００）を、含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項３】
前記位置フィードバック座標化コントローラ（１００）はローカル／グローバル座標化位置コントローラ（１０２）を含み、このコントローラ（１０２）は、座標化されたグローバル位置エラー信号（Ｘpe，Ｙpe，ＲＸpe，ＲＹpe，ＲＺpe）を供給するためのローカル位置エラー信号（Ｇm，Ｇme）におけるローカル位置エラー信号（ｘ1pe，ｘ2pe，ｙ1pe，ｙ2pe，ｙ3pe）に応答することを特徴とする、請求項２に記載のエレベータシステム。
【請求項４】
前記コントローラ（１００）は位置フィードバック補償器（１０４，１０６，１０８，１１０，１１２）を含み、該位置フィードバックコントローラは、座標化されたグローバル位置エラー信号（Ｘpe，Ｙpe，ＲＸpe，ＲＹpe，ＲZpe）に応答するとともに、座標化されたグローバル力またはモーメント位置フィードバック補償信号（ＦＣxp，ＦＣyp，ＦＣMxp，ＦＣMyp，ＦＣMzp）を供給することを特徴とする、請求項３に記載のエレベータシステム。
【請求項５】
前記位置フィードバック補償器（１０４，１０６，１０８，１１０，１１２）の各々は比例／積分／微分コントローラであることを特徴とする、請求項４に記載のエレベータシステム。
【請求項６】
前記座標化された制御手段１６は、加速度計フィードバックコントローラ（２００）を含み、該加速度計フィードバックコントローラ（２００）は、（ｘ1a，ｘ2a，ｙ1a，ｙ2a，ｙ3a）を含むローカル加速度信号Ａmに応答するとともに、座標化されたグローバル力またはモーメント加速度補償信号（ＦＣxa，ＦＣya，ＦＣMya，ＦＣMza）を供給することを特徴とする、請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項７】
前記加速度計フィードバックコントローラ（２００）はローカル／グローバル加速度計コントローラ（２０２）を含み、該ローカル／グローバル加速度計コントローラ（２０２）は、ローカル加速度信号（ｘ1a，ｘ2a，ｙ1a，ｙ2a，ｙ3a）に応答するとともに、座標化されたグローバル加速度信号（Ｘa，Ｙa，ＲＸa，ＲＹa，ＲＺa）を供給する、ことを特徴とする請求項６に記載のエレベータシステム。
【請求項８】
前記ローカル／グローバル加速度計コントローラ（２０２）は加速度計フィードバック補償器（２０４，２０６，２０８，２１０，２１２）を含み、該加速度計フィードバック補償器（２０４，２０６，２０８，２１０，２１２）は、座標化されたグローバル加速度信号（Ｘa，Ｙa，ＲＸa，ＲＹa，ＲＺa）に応答するとともに、座標化されたグローバル力またはモーメント加速度フィードバック補償信号（ＦＣxa，ＦＣya，ＦＣMxa，ＦＣMza）を供給する、ことを特徴とする請求項７に記載のエレベータシステム。
【請求項９】
前記加速度計フィードバック補償器（１０４，１０６，１０８，１１０，１１２）の各々は比例／積分コントローラであることを特徴とする、請求項８に記載のエレベータシステム。
【請求項１０】
前記座標化された制御手段（１６）は、グローバル／ローカル力およびモーメントコントローラ（３００）を含み、このコントローラ（３００）は、座標化されたグローバル力またはモーメント位置フィードバック補償信号（ＦＣxp，ＦＣyp，ＦＣMxp，ＦＣMyp，ＦＣMzp）に応答し、さらにグローバル力またはモーメント加速度フィードバック補償信号（ＦＣxa，ＦＣya，ＦＣMxa，ＦＣMya，ＦＣMza）に応答するとともに、座標化された制御信号（ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3）を供給する、ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項１１】
前記グローバル／ローカル力およびモーメントコントローラ（３００）は加算回路（３０２，３０４，３０６，３０８，３１０）を含み、これらの加算回路は、グローバル力またはモーメント位置フィードバック補償信号（ＦＣxp，ＦＣyp，ＦＣMxp，ＦＣMyp，ＦＣMzp）に応答し、さらにグローバル力またはモーメント加速度フィードバック補償信号（ＦＣxa，ＦＣya，ＦＣMxa，ＦＣMya，ＦＣMza）に応答するとともに、加算されたグローバル力またはモーメント位置および加速度フィードバック補償信号（ＦＣxpa，ＦＣypa，ＦＣMxpa，ＦＣMypa，ＦＣMzpa）を供給する、ことを特徴とする請求項１０に記載のエレベータシステム。
【請求項１２】
前記グローバル／ローカル力およびモーメントコントローラ（３００）は力およびモーメント変換手段（３１４）を含み、この力およびモーメント変換手段は、加算されたグローバル力またはモーメント位置およびフィードバック補償制御信号（ＦＣxpa，ＦＣypa，ＦＣMxp，ＦＣMypa，ＦＣMzpa）に応答するとともに、座標化された制御信号（ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3）を供給する、ことを特徴とする請求項１１に記載のエレベータシステム。
【請求項１３】
前記ドライバ手段（力発生手段）（１８）はアナログ磁気ドライバ（１４０，１４２，１４４，１４６，１４８）を含み、これらのアナログ磁気ドライバは、座標化された制御信号（ＣＣx1，ＣＣx2，，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3）に応答するとともに、少なくとも３つのガイドヘッド１０，２０，３０に関連する磁気力（ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3）を供給する、ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項１４】
前記ギャップ測定手段（ローカルパラメータ検出手段）（１４）は、エレベータのフレームとガイドレール間のエアギャップを測定するとともにローカルギャップ測定信号を供給するための少なくとも１つの無接触位置センサを含む、ことを特徴とする、請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項１５】
さらにダイナミックフレックス推測器手段（４００）によって構成され、該ダイナミックフレックス推定器手段は、ローカル位置エラー信号（Ｇm，Ｇme）に応答するとともに、他のグローバル力位置フィードバック補助制御信号ＦＣy4pを供給して、エレベータかご（１２）のフレームにおける動的撓みを補償する、ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項１６】
前記ダイナミックフレックス推測器手段（４００）は、ダイナミックフレックス推測器手段（１６０）とローカル位置エラー信号Ｇmを含み、基準の剛体位置信号Ｙ40を供給することを特徴とする請求項１５に記載のエレベータシステム。
【請求項１７】
前記ダイナミックフレックス推測器手段（４００）は加算回路（１６４）を含み、該加算回路は、基準剛体位置信号Ｙ40に応答し、さらにダイナミック歪バイアス信号Ｙ4biasに応答するとともに、推定された剛体位置信号Ｙ4estを供給する、ことを特徴とする請求項１６に記載のエレベータシステム。
【請求項１８】
前記ダイナミックフレックス推測器手段（４００）は引算回路（１６８）を含み、この引算回路は、推定された剛体位置信号Ｙ4estに応答し、さらに測定された剛体位置信号Ｙ4mに応答するとともに、微分信号Ｄy4を供給する、ことを特徴とする請求項１７に記載のエレベータシステム。
【請求項１９】
前記ダイナミックフレックス推測器手段（４００）は位置フィードバック補償手段（１７０）を含み、この位置フィードバック補償手段は、微分信号Ｄy4に応答し、他のグローバル力位置フィードバック補償制御信号（ＦＣy4pを供給する、ことを特徴とする請求項１８に記載のエレベータシステム。
【請求項２０】
前記力発生手段（１８）はアナログマグネットドライバ（１５０）を含み、このアナログマグネットドライバは、他のグローバル力位置フィードバック補償制御信号（ＦＣy4p）に応答するとともに、第４のガイドヘッド（２６）にダイナミックフレックスローカル力（Ｆy4）を供給する、ことを特徴とする請求項１９に記載のエレベータシステム。
【請求項２１】
前記エレベータシステムはさらに学習レールシステム（８０）によって構成され、この学習レールシステムは、エレベータかご（１２）のスカラー垂直位置Ｖpに応答し、レールマップ信号Ｘrを供給するとともに、加算回路８４を含み、この加算回路は、レールマップ信号Ｘrに応答するとともにさらに所望の基準ギャップＧ0に応答し、関連する所望のギャップ信号（Ｇd）を供給し、かつエレベータシステムは引算手段（９５）を含み、この引算手段は、ローカル位置エラー信号Ｇmに応答し、さらに関連する所望のローカルギャップ信号Ｇdに応答するとともに、ローカル位置エラー信号（ｘ1pe，ｘ2pe，ｙ1pe，ｙ2pe，ｙ3pe）を供給する、ことを特徴とする請求項２に記載のエレベータシステム。
【請求項２２】
前記力調整器（３１４）は他のローカル力制御信号ＣＣy4を供給する、ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータシステム。
【請求項２３】
前記エレベータシステムは、さらに他のローカル力制御信号ＣＣy4をフィードバック補償器（１７０）からの他のグローバル力位置フィードバック補償制御信号ＦＣy4pに加えるための加算器（３１２）によって構成され、この加算器はバイアスされたローカル力制御信号（ＣＣy4’）を供給するとともにアナログマグネットドライバ（１５０）を制御する、ことを特徴とする請求項２２に記載のエレベータシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレベータに係り、特に乗心地特性が改良されたエレベータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベータシステムは、ビルディングのエレベータシャフトをより速く、より円滑にかつより巧妙に昇降するように、常に設計されている。最近の集中的な改良の１分野としては、水平振動を低減させることである。
【０００３】
一般のエレベータシステムは、ビルディングのエレベータシャフトに配設されたガイドレールと共に作用する支持フレームを備えたかごプラットホームと、エレベータかごがエレベータシャフトを昇降するにつれて、かごプラットホーム、支持枠、およびガイドレール間の機械的な力を制御するための受動サスペンションシステムを持っている。例えば、エレベータかごプラットホームは、代表的には、硬質ゴムパッドによって支持枠に取り付けられており、強固なスプリング又は摺動ジブを有するホイールによって、４ケ所で支持されたガイドレールに沿って、支持されている。この柔らかいスプリングは使用することが出来ないので、ガイドレールにおける偏差により、かごプラットホームで振動が発生する。加えて、例えばオフセット負荷またはビルディングのウインド・バッファリング又はかごプラットホームにおける乗客の動きによって生じる低周波機械力と、エレベータは、エレベータシャフトを上昇下降するにつれて、フレームとガイドレールとの間に生じる高周波の力によって影響される。低周波機械力は高剛性の必要条件を有し、一方、高周波機械力は低剛性の必要条件を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
パッシブサスペンションシステムを有するエレベータシステムの欠点は、剛性スプリングとガイドレールとの異常結合によって、重大なかごプラットホームの振動が引き起こされることと、乗心地性能が、高周波力に対する低周波力の緩和との間の固有のトレードオフによって妥協されることである。さらに、従来のエレベータシステムの他の欠点は、エレベータがガイドレールに沿って移動するにつれて、大きなレベルの不要な騒音がガイドレールによって発生し、この騒音が運転台に伝達されることである。
【０００５】
これらの問題は、アクティブガイダンスシステム（アクティブ誘導システム）（ＡＧシステムとして後述する）を有するエレベータシステムによって解決される［ヨーロッパ特許出願第０４６７６７３号および米国特許第５，３２１，２１７号、第５，３０４，７５１号，第５，２９４，７５７号、第５，３０８，９３８号および第５，３２２，１４４号で述べられているように］。
【０００６】
ＡＧシステムは、エレベータ／カブの支持枠とガイドレール間の機械力を、エレベータがエレベータシャフトに沿って移動するにつれて、制御するためのアクティブサスペンションシステムを有する。ＡＧシステムにおいて、支持枠は、アクティブローラガイド，磁気ガイドヘッド，又はガイドレールとして作用する。他のアクティブ水平サスペンション、およびエレベータがエレベータシャフト内で上下動するにつれて、サーボループにおける水平振動または動きを示す１つ又はそれ以上のパラメータを独立に制御するためのコントローラを持っている。
【０００７】
しかしながら、公知のＡＧシステムは、ガイドヘッド，ローラガイド，スライドガイド等を独立に制御するローカル（局所の）コントローラおよび軸におけるガイドレールを使用する。これらの局所的なコントローラは情報を分担しない。局所コントローラを有するＡＧシステムの欠点は、１軸を制御する力が他の軸に悪影響を与えることである。
【０００８】
提案されたエレベータＡＧシステムは、エレベータかごの主軸と直線上にあるダイアゴナル（大域の）座標システム内に有効な制御を移行することによって、システムダイナミックを分離する座標コントローラを用いる。情報（検出と動作）を配分することによって、このシステムは、ダイナミック結合量を小さく（すなわちシステムプラント伝達関数のオフ−ダイアゴナル期間を小さくすることが出来る）出来、これによって、効果的なシングル入力／シングル出力（ＳＩＳＯ）制御ロジックを新しいグローバル座標システムにおける各軸制御を行うことが出来る。このことは、性能が補償されない相互作用によって規制される局所制御を用いているＡＧシステムの改良である。
【０００９】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は各アクティブガイドと選択された指示物例えばガイドレールとの間の物理的な関係が座標的に制御されるＡＧシステムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、ビルディングのエレベータシャフトのガイドレールに作用するフレームを有するエレベータかごを含むエレベータＡＧシステムに、特徴を持っている。エレベータかごは、Ｘ軸に沿う側面／側面変換、Ｙ軸に沿う前／後変換、Ｘ軸についてのピッチ回転、Ｙ軸についてのロール回転、およびＺ軸についてのヨー回転を含む５つの自由度によって運動学的に規定されるグローバル座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における剛体運動を、有する。エレベータシステム、グローバル座標系における５つの自由度の各々において検出されたローカルパラメータに応答するとともにローカルパラメータ信号を供給するためのローカルパラメータ検出手段と、ローカルパラメータ信号に応答するとともに座標化された制御信号を供給するための座標化された制御手段、および座標化された制御信号に応答して座標系における所望のパラメータを維持するためにローカル力を供給するローカル力発生手段を、含んでいる。
【００１１】
すなわち、本発明は、ビルディングのエレベータシャフトのガイドレールに作用するためのフレームを有するエレベータかご１２を含むエレベータシステムであって、グローバル座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における５つの自由度の各々において検出されたローカル（局所）パラメータに応答するとともに、ローカルパラメータ信号（Ｇm，Ａm）を供給するためのローカルパラメータ検出１４と、ローカルパラメータ信号（Ｇm，Ａm）に応答するとともに、座標化された制御信号（ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy2，ＣＣy3）を供給するための座標化された制御手段１６、および座標化された制御信号（ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3）に応答し、フレームとガイドレール間の所望のギャップを、ビルディングのエレベータシャフトに関してエレベータかご１２の位置を座標化するために維持するための座標化されたローカル力を供給するローカル（局所）力発生手段１８によって構成され、前記ローカル力発生手段１８において、グローバル座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）におけるエレベータかご１２の剛体運動は、少なくとも５つの自由度によって運動学的に規定され、該５つの自由度はＸ軸に沿う側面／側面変換、Ｙ軸に沿う前／後変換、Ｘ軸に関するピッチ回転、Ｙ軸に関するロール回転、およびＺ軸に関するヨー回転を含んでいる、ことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図１〜図２１を参照しながら説明する。
【００１３】
１．全体的なＡＧエレベータシステム
図１はビルディング（図示せず）のエレベータシャフト（図示せず）におけるエレベータかご１２の水平振動を制御するためのアクティブガイダンス（ＡＧ）エレベータシステム２を示す。エレベータかご１２は、第２図に詳細に示されており、この例では磁気ヘッドとして示す４つのガイドヘッド１０，２０，３０，４０を備えたかごフレーム１３を有する。しかしながら本発明のガイダンスシステムは、アクティブローラガイド等を含む複数の如何なるタイプのアクティブフィルタを有するエレベータシステムにも適用可能である。かご１２は、例えば図３〜５におけるガイドレール２０ａのルールに沿って、上方および下方に移動する。図２に示されている場合では、ＡＧエレベータシステム１２は、アクティブ磁気誘導（ＡＭＧ）エレベータシステムであり、このＡＭＧシステムは、ガイドヘッドとレール間の局部位置の関数としてエレベータシャフト（図示せず）に対するエレベータかご１２のグローバル位置を制御する。しかしながら、一般に、図１に示すように、エレベータシステム２は、ローカル（局所）パラメータ検出手段１４，座標制御手段１６，およびローカル（局所）力発生手段１８を特徴とし、選択された基準に対してエレベータかご１２の水平運動を制御する。
【００１４】
図２の例においては、ローカルパラメータ検出手段１８は、ローカルパラメータ信号Ｇm，Ａmを供給するためのＸ，Ｙ，Ｚ軸を有するグローバル座標系における５自由度の各々において検出されたローカル（局所）パラメータに応答する。例えば、ローカルパラメータ信号Ａm，Ｇmはガイドヘッド１０，２０，３０，４０とガイドレール（図示せず）との間で検出されたローカルエリアギャップＧmと、ガイドヘッド１０，２０，３０，４０で検出されたローカル加速度信号Ａmを含んでいる。それに応答して、ローカルパラメータ検出手段１４は、点線１２ａで示したライン１４ａ上の局部的に検出されたパラメータ信号を供給する。図２の例における座標制御手段１６は、ライン１６ａに座標系制御信号ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3を供給するためのローカルパラメータ信号Ｇm，Ａmに応答する。図２の例に対する座標制御信号手段１６は図６，７，８，９および１０において述べられている。座標制御手段１６は、例えばローカルパラメータ信号Ｇm’，Ａm’において全てのガイドヘッドから収集された情報を用い、エレベータかご１２の多軸移動を調和させる方法によってライン１６ａの座標制御信号ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3を同時に供給する。
【００１５】
ローカル力発生手段１８は、ライン１６ａ上の座標制御信号ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3に応答して、点線８ａにローカル力ＦＸ1，ＦＸ2，ＦＹ2，ＦＹ3を供給し、ガイドヘッド１０，２０，３０，４０とガイドレール間の所望のギャップを維持する。ガイドレールはビルディングのエレベータシャフトに関してエレベータかご１２の位置を調整する。ローカル力発生手段１８は以下に述べるような磁気ドライバー／電磁石を含んでいる。
【００１６】
図２に示すように、エレベータかご１２の剛体運動は、グローバル座標系ＧＣＳの５自由度において、運動学的に規定されている。グローバル座標系は、Ｘ軸に沿う側面変換（ｓｉｄｅ−ｔｏ−ｓｉｄｅ  ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ），Ｙ軸に沿う前後変換（ｆｒｏｎｔ−ｔｏ−ｂａｃｋ  ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ），Ｘ軸に沿うピッチ回動，Ｙ軸に関するロール回動およびＺ軸に関するヨー回動を有する。図示の如く、グローバル座標系（ＧＣＳ）はエレベータかご１２の幾何学的（又は質量）中心でその原点を有する。側面直線変換はグローバル座標系（ＧＣＳ）におけるＸ軸に沿って測定され、力ＦxはＸ軸に沿って規定される。前後変換Ｙｃはグローバル座標系（ＧＣＳ）においてＹ軸に沿って規定され、力ＦyはＹ軸に沿って規定される。ピッチ回動θXはグローバル座標系におけるＸ軸に沿って回動的に規定され、モーメントＭXはＸ軸について規定される。ロール回動θYはグローバル座標系ＧＣＳにおいてＺ軸について規定され、モーメントＭZはＺ軸について規定される。図２に示されている３つの回転矢印の各々は各軸についての正モーメントの方向を示す（このことを議論するにあたって、エレベータかご１２の測定と動きはＺ軸における変換に関してＡＭＧシステムによって制御されるということに注意しなければならない。）。
【００１７】
さらに、各ガイドヘッド１０，２０，３０，４０は、それぞれ、ｘi，ｙi，Ｚi軸を有するローカル座標系ＬＣＳ10，ＬＣＳ20，ＬＣＳ30を有する。例えば、ガイドヘッド１０は、力Ｆx1およびＦy1を有するＸ1軸およびＹ1軸を持ったローカル座標系ＬＣＳ10を持っている。ガイドヘッド２０は、図示のようにこれらの軸に沿って規定された力Ｆx2およびＦy2を有するローカル座標系ＬＣＳ20を持っている。ガイドヘッド３０は、力Ｆx3，Ｆy3を有するＸ3，Ｙ3軸を持ったローカル座標系ＬＣＳ30を持っている。ガイドヘッド４０は、力Ｆx4，Ｆy4を有するＸ4，Ｙ4軸を持ったローカル座標系ＬＣＳ40を持っている。
【００１８】
ガイドヘッド１０，２０，３０，４０の各々に対して、３つの各電磁石は、それぞれ局部ｘiとｙi軸に沿う力Ｆx1，Ｆy1，Ｆx2，Ｆy2，Ｆx3，Ｆy3，Ｆx4，Ｆy4を生じる。ｘi，ｙiに沿った局部的な力は、各ローカル座標系ＬＣＳiの原点を通して作用することが推測される。運動学特性におけるさらなる長さパラメータを追加することによる電磁石の位置によって、これらの２つの力の間のローカルＺi軸におけるオフセットを容易に計算することが出来る。エレベータに実施されているエレベータＡＧシステムについての説明は以下においてなされており、エレベータにおいてはローカル検出手段１４とローカル力発生手段１８はガイドヘッド上に位置しており、ガイドヘッドの位置は信号点によって推定される。ギャップセンサ，加速度計および力発生器はエレベータ上の同じ点で検出又は動作する。運転学解析の専門家なら、この推測が真実でないシステムについてのこの説明を拡張することが出来る。特に、運動変換マトリックス（Ｔ１，Ｔ３およびＴ４）は、この新しいシステムにもとづいて修正されるであろう。
【００１９】
ローカル座標系ＬＣＳ10，ＬＣＳ20，ＬＣＳ30，ＬＣＳ40は、図２に示すように５つの軸ａ，ｂ，ｃ，ｄおよびｅに基づくグローバル座標系ＧＣＳに関連している。ａとｂの長さは、Ｘ軸についてのピッチ回動θXとＹ軸についてのロール回動θYに対するレバーアームを規定する。長さｃ，ｄおよびｅはＹ軸についてのロール回動θZに対するレバーアームを規定する。代表的な場合として、ａ＝ｂ，ｄ＝ｅおよびｃ＝０と仮定する。５つの長さａ，ｂ，ｃ，ｄおよびｅがＡＭＧシステムにおいてどのようにして使用されるかについては、図６−８に関して以下に論じられている。
【００２０】
１つの実施例として、エレベータかご１２の位置が、４つのローカル座標系のうちの３つのＬＣＳ10，ＬＣＳ20，ＬＣＳ30において測定されかつローカル力Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2，Ｆy3が同じ３つのローカル座標系ＬＣＳ10，ＬＣＳ20，ＬＣＳ30において適用されるかについては、以下で論じられる。グローバル座標系における所望の位置からのエレベータかご１２の偏差とグローバル座標系ＧＣＳにおける所望の位置にエレベータかご１２を戻すのに必要な力を決めるために、測定が使用される。他の実施例として、エレベータかご１２の位置が、４つの全ての座標系ＬＣＳ10，ＬＣＳ20，ＬＣＳ30，ＬＣＳ40が測定されかつ調整されたローカル力Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2，Ｆy3，Ｆy4が４つの全てのローカル座標系ＬＣＳ10，ＬＣＳ20，ＬＣＳ30，ＬＣＳ40において適用されるかについて、以下に論じられている。
【００２１】
２．ローカルパラメータ検出手段１４
図３に示すように、代表的なガイドヘッド例えば、図２のガイドヘッド２０は３つの電磁石２２，２４，２６を含んでいる。電磁石２２と２６は、それぞれガイドレール２０ａの後と前に位置し、ｙ2軸に力をおよぼし、それは以後は前後（ｆ／ｂ）軸として述べられている。電磁石２４はｘ2軸で力を及ぼし、それは側面（ｓ／ｓ）軸として述べられている。各電磁石によって発生し作用した力は、各磁極面上の磁束センサすなわち電磁石２２上の磁束センサ６０，電磁石２４上の磁束センサ６２，および磁束２６上の磁束センサ６４によって検出される。誘導磁力は検出された各磁束の２剰に比例する。磁束センサは、レールの形状により、軸方向磁束センサである。発明の範囲は特殊なタイプの磁束センサに限定されるものではない。例えば、ガイドレールが異なった形状であれば、横方向磁束センサでも使用できる。
【００２２】
ガイドレール２０ａに関連するガイドヘッド２０の位置は、無接触のエアギャップセンサを使用して、ｘ2とｙ2軸に沿って局部的に測定される。図４に示すように、ガイドヘッド２０は、ガイドレール２０ａと電磁石２４間のｘ2軸に沿う前後（ｆ／ｂ）エアギャップを測定するための無接触エアギャップセンサ６６を含んでいる。
【００２３】
図５に示すように、ガイドヘッド２０は、ガイドレール２０ａと電磁石２２間でｙ2軸に沿う前後（ｆ／ｂ）ギャップを測定するための無接触エアギャップセンサ６８を含んでいる。無接触エアギャップ６６，６８は技術分野において知られている。無接触エアギャップ６６，６８からの情報は、エレベータかご１２の剛体運動と動的なかごの捩れの量を決めるために処理され、かつローカル力発生手段１８に力指令を供給するために使用される。
【００２４】
さらに、図３に示すように、ガイドヘッド２０はその上に設けられた加速度計７０と７２も含んでいる。同様な加速度計が他の３つのガイドヘッド１０，３０，４０に配設されている。加速度計７０と７２はガイドヘッド１０，２０，３０，４０で側面（ｓ／ｓ）と前後（ｆ／ｂ）のかごの加速度を検出する。検出された加速度信号Ａmは、以下に詳細に論じるように、加速度フィードバックループにおいて使用される。
【００２５】
３．座標化された制御手段１８
図６は図１における座標コントローラ手段の詳細を示す。ＡＧセンタリングおよび振動制御システムの中心は、ローカルパラメータ信号の処理方法であり、グローバル座標系における等価剛体運動を決めるために、ローカルエアギャップと加速度信号を含んでいる。一般に、最良の特性（すなわち、最高のバンド幅位置と加速度計フィードバック制御）は、システム応答における動的クロス−カップリングの量を少なくするにつれて、グローバル座標系ＧＣＳが一致する時に達成される。ＡＧシステムのコントローラは、４つの基本的な制御ロジック要素があり、これらは、位置フィードバックコントローラ１００、加速度計コントローラ２００，力調整器３００およびダイナミック（動的）フレームフレックスコントローラ４００であって、以下に詳述されている。
【００２６】
示されている実施例では、エレベータシステムの３つの基本的な入力信号があり、これらはガイドヘッド１０，２０，３０，４０と各ガイドレール間で検出され、ベクトル信号Ｇmで表されるエアギャップ信号、４つのガイドヘッド１０，２０，３０，４０で検出され、ベクトルＡmで表される加速度信号、およびエレベータシャフト（図示せず）におけるパラメータＶpで表された、エレベータかご１２の位置に関して検出された垂直位置である。エアギャップ信号Ｇm，加速度信号Ａmおよび垂直位置信号Ｖpはすべてコントローラ手段１６に影響を及ぼし、エレベータがエレベータシャフトを上昇下降するにつれて、どのように制御するかを決定する。
【００２７】
Ａ．学習レールシステム８０
図６はＡＧエレベータシステムが学習レールシステム８０を含んでいることを示し、このレールシステムは米国特許出願第０７／６６８，５４４号において開示されている技巧を用いるオープンループ又は先行の方法におけるレールの不規則性を補償する。その技術においては、加速度と位置パラメータはエレベータが動作している間に検出され、結合されかつエレベータ垂直位置の関数として示されたレールの変位についての情報としてコンピュータメモリに蓄えられる。図６に示すように、レール側面の不規則性を引き起こすために、動作中に、エアギャップＧdは、エレベータ垂直位置を用いるテーブル（表）にもとづく修正ループ側面変位情報をもって議論されるもので、ここでＧd＝Ｇd10，Ｇd20，Ｇd30である。例えば、所定のエアギャップＧdは、エレベータキャブの垂直位置で、所望の公称ギャップＧ0と推定レール不規則性Ｘrを加算することによって、所望のエアギャップＧdが決まる。
【００２８】
レールプロフィル不規則性マップ８２は、推定レールマップ不規則性信号Ｘrを供給するために、エレベータかご１２の垂直位置信号Ｖpに応答する。加算回路８４は、推定レールマップ不規則性信号Ｘrに応答するとともに、各ガイドヘッド１０，２０，３０，４０で所望のエアギャップを表す所望のエアギャップ信号Ｇdを供給するために、さらに所望の公称エアギャップ信号Ｇ0に応答する。
【００２９】
本発明によれば、ローカル座標系ＬＣＳ10，ＬＣＳ20，ＬＣＳ30，ＬＣＳ40においてガイドヘッド１０，２０，３０，４０で検出されたエアギャップ信号Ｇmは５つのローカルギャップセンサによって検出された実際のローカルエアギャップ信号を示し、５つのローカルエアギャップセンサは、位置エラー信号を供給するために、閉ループにおける学習レール信号Ｘrによって議論されたものであり、位置エラー信号Ｇmは所望のローカルギャップ信号Ｇdから検出されたエアギャップ信号Ｇmを差し引くことによって決定される。図示のように、ローカル位置エラー信号ｘ1pe，ｘ2pe，ｙ2pe，ｙ3peにおける位置エラー信号Ｇmeを供給するために、引算手段９５はエアギャップＧmと所望のエアギャップ信号Ｇdに応答する。
【００３０】
発明の範囲は学習レールシステム８０を用いている実施例に限定されるものでない。学習レールシステムを持たないＡＧシステムにおいて、エアギャップ信号Ｇmは公称エアギャップ信号Ｇ0と比較され、その差は位置エラー信号Ｇmeとして座標制御装置１６に供給される。
【００３１】
Ｂ．位置フィードバックコントローラ１００
一般に、位置フィードバックコントローラ１００は、グローバル力（軸に沿う）又はモーメント（軸に関して）位置フィードバック信号ＦＧpを供給するために、ローカルエラー信号Ｇmeに応答する。ローカル位置エラー信号Ｇmeは、ガイドヘッド１０，２０，３０，４０とガイドレール間で測定されたミリメートル単位のエアギャップの寸法を表し、座標化されたグローバル力又はモーメント位置フィードバック信号ＦＣpは、ローカル位置エラー信号Ｇmeに対応するニュートン単位で測定されたグローバル力またはモーメントフィードバックを表す。
【００３２】
ガイドヘッド１０，２０，３０，４０での調整された力またはモーメント位置フィードバック信号ＦＣpは、式｛ＦＣp｝＝［Ｃ（Ｓ）］［Ｔ1］｛Ｇme｝によって得られる。ここで、ＦＣp＝［ＦＣxp，ＦＣyp，ＦＣMxP，ＦＣMyp，ＦＣMzp］、［Ｃ（Ｓ）］＝ｄｉａｇ［Ｃtx（ｓ），Ｃty（ｓ），Ｃrx（ｓ），ｃry（ｓ），ｃrz（ｓ）］、Ｇme＝［ｘ1pe，ｘ2pe，ｙ1pe，ｙ2pe，ｙ3pe］、マトリックスＴ1はローカル／グローバル座標位置フィードバックコントローラ１０２によって使用される変換マトリックスを数学的に表すものである。グローバル座標系ＬＣＳ10，ＬＣＳ20，ＬＣＳ30，ＬＣＳ40におけるエアーギャップエラー信号Ｇmeは、ローカル／グローバル座標位置フィードバックコントローラ１０２によって、５−自由度ＧＣＳ座標系に変換される。グローバル位置エラー信号Ｘpc，Ｙpc，ＲＸpc，ＲＹpc，ＲＺpcは、マトリックス［Ｃ（Ｓ）］によって表される位置フィードバックコントローラ１０４−１１２に帰還され、グローバル力または位置フィードバック補償信号ＦＣxp，ＦＣyp，ＦＣMxp，ＦＣMyp，ＦＣMzpを供給する。
【００３３】
これを行うために、コントローラ１６は、最も広い意味で、３つのガイドヘッド１０，２０，３０におけるｘ1，ｘ2，ｙ1，ｙ2およびｙ3に沿って測定された５つのローカルギャップセンサからのローカルギャップ信号を使用する。実施例では、図４と５におけるキャップセンサ６６と６８はそれぞれガイドヘッド２０におけるｘ2とｙ2軸に沿って測定されたギャップ信号を供給し、一方、同様のギャップセンサ６６’と６８’（図示せず）はガイドヘッド１０に沿って測定されたギャップ信号を供給するとともに、同様なギャップセンサ６８”（図示せず）は同様にしてガイドヘッド３０におけるｙ3軸に沿って測定された信号を供給する。運動学の当業者であれば、ガイドヘッドの他の組み合わせにおける他のセンサの組み合わせの関係も導出できる。
【００３４】
グローバル座標系ＧＣＳにおける剛体運動は、次のようなリニア式（１）を用いて５つのギャップセンサからのローカルギャップ信号から決められる。
【００３５】
【数１】
0003703883.tif 000002
【００３６】
ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄおよびｅは、図２において論じたように、ローカル座標系ＬＣＳ10，ＬＣＳ20，ＬＣＳ30およびＬＣＳ40をグローバル座標系に関連づけるもので、Ｘcは側面／側面変換、Ｙcは前／後変換であり、θXはピッチ回動、θYはロール回動、θZはヨー回動であり、ｘ1，ｘ2，ｙ1，ｙ2およびｙ3は、それぞれ、各ガイドヘッド１０，２０および３０での側面／側面および前／後の測定である。式（１）によって、ガイドヘッドの位置をエレベータかご１２の中心の位置の関数として予測することが出来る。
【００３７】
実際には、式（１）は、次のようなリニア式のセットに対する数学的な計数法である。
【００３８】
【数２】
ｘ1＝Ｘc−ａθy−ｃθz，
ｘ2＝Ｘc＋ｂθy−ｃθz，
ｙ1＝Ｙc＋ａθx＋ｄθz，
ｙ2＝Ｙc−ｂθx＋ｄθz，および
ｙ3＝Ｙc−ｂθx−ｅθz
ここで、正記号は図２における矢印の方向での回転を示し、負記号は矢印からの反対方向である。同様に、図２の長さａ，ｂ，ｃ，ｄおよびｅの値は、マトリックスＴ1における係数の値を示すものである。
【００３９】
式（１）を逆変換することによって、グローバル座標系ＧＣＳにおける剛体運動を次の式（２）によってローカルギャップ信号から決めることが出来る。
【００４０】
【数３】
0003703883.tif 000003
【００４１】
式（２）は式（１）の逆変換であり、ガイドヘッド１０，２０および３０のローカル位置の関数として、エレベータかご１２の中心位置を推測することが出来る。
【００４２】
要するに、式（２）は次のような直線式のセットとしての数学的な記散法でまとめることが出来る。
【００４３】
【数４】
Ｘc＝ｘ1b／（ａ＋ｂ）＋ｘ2a／（ａ＋ｂ）＋ｙ2c／（ｄ＋ｅ）−ｙ3c／（ｄ＋ｅ），
Ｙc＝ｙ1b／（ａ＋ｂ）＋ｙ2（ａｅ−ｂｅ）／（ａ＋ｂ）（ｄ＋ｅ）＋ｙ3d／（ｄ＋ｅ），
θX＝ｘ1／（ａ＋ｂ）−ｙ2／（ａ＋ｂ），
θY＝−ｘ1／（ａ＋ｂ）＋ｘ2／（ａ＋ｂ）および
θZ＝ｙ2／（ｄ＋ｅ）−ｙ3（ｄ＋ｅ）
これらの式を解くことによって、グローバル座標系ＧＣＳにおけるグローバル変位エラーＸc，Ｙc，θX，θY，θZが決定され、すなわちエレベータかご１２の中心がその中心位置からどれ位ずれているかが決定される。
【００４４】
特に、ローカル／グローバル位置フィードバックコントローラ１０２は、式（２）によるグローバル位置エレベータ信号Ｘpc，Ｙpc，ＲＸpc，ＲＹpx，ＲＺpcを供給するために、ローカル位置エラー信号ｘ1pc，ｘ2pc，ｙ1pc，ｙ2pc，ｙ3pcに応答する。ローカル／グローバル位置フィードバックコントローラ１０２は、ローカル座標系ＬＣＳ10，ＬＣＳ20，ＬＣＳ30，ＬＣＳ40において検出されたローカル変位エラー信号を、グローバル座標系ＧＣＳにおけるグローバル変位エラーに変換する。ローカル／グローバルセンタリングコントローラ１０２はアナログ又はディジタルシステムのどちらでも実施できる。図示のように、Ｇmeは、グローバル座標系ＧＣＳにおける要求される力とモーメントのセットを発生させるために、センタリングコントローラ１００によって処理されたエラーのベクトルとして数学的に表す。発明の範囲は５つのローカル入力信号だけに限定されるものではない。例えば、以下に論じるように、ローカル位置エラー信号は、発明の範囲を逸脱することなく、ガイドヘッド４０で測定された他の信号ｙ4pcを含めることが出来る。
【００４５】
Ｃ．加速度計フィードバックコントローラ２００
図６に示すように、座標制御手段１６はもちろんエレベータかごにおける減衰と振動の制御を調整する加速度計フィードバックコントローラ２００を含んでいる。
【００４６】
加速度計フィードバックコントローラ２００は、グローバル力またはモーメント加速度フィードバック信号ＦＣAを提供するために、ローカル加速度信号Ａmに応答する。ここで、Ａm＝［ｘ1a，Ｘ2a，ｙ1a，ｙ2a，ｙ３ａ］およびＦＣA＝［ＦＣxa，ＦＣya，ＦＣMxa，ＦＣMya，ＦＣMza］である。
【００４７】
ガイドヘッド１０，２０，３０，４０でのグローバル座標化された力またはモーメント加速度フィードバック信号は次式によるＦＣAから導かれる。
【００４８】
【数５】
｛ＦCA｝＝［Ｍ］［Ｔ4］｛Ａm｝
ここで、［Ｍ］＝ｄｉａｇ［Ｍtx（ｓ），Ｍty（ｓ），Ｍrx（ｓ），Ｍry（ｓ），Ｍrz（ｓ）］であり、マトリックスＴ4はローカル／グローバル加速度計コントローラ２０２で使用される変換マトリックスを示す。
【００４９】
加速時計７０，７２などによって検出された加速度信号Ａmは、加速度フィードバック補償を用いるカブとフレーム振動を小さくするために、加速度計フィードバックコントローラ２００によって処理される。加速度信号Ａmは、ローカル／グローバル加速度計コントローラ２００によって、グローバル座標系ＧＣＳにおける５−自由度の座標に変換されたローカル信号である。Ｔ4はローカル／グローバル加速度計コントローラ２００によって使用される変換マトリックスＴ4を数学的に示すものである。
【００５０】
ローカル／グローバル加速度計コントローラ２０２は、グローバル加速度信号ＸAを供給するために、ローカル加速度信号ｘ1a，ｘ2a，ｙ1a，ｙ2a，ｙ3aに応答し、ここでＸA＝［Ｘa，Ｙa，ＲＸa，ＲＹa，ＲＺa］である。
【００５１】
ローカル／グローバル加速度計コントローラ２００におけるマトリックスＴ4を決めるための変換関数は、上述のように、位置フィードバックコントローラ１０２でマトリックスＴ1を決めるための変換関数に非常に類似している。
【００５２】
しかしながら、もし加速度計の位置がギャップセンサの位置と異なれば、変換マトリックスＴ1を決めるための運動は変換マトリックスＴ4を決めるための運動と異なるということを認識すべきである。加速度計がギャップセンサに近接していれば、Ｔ1とＴ4の変換関数は同一であると推定される。加速度計がギャップセンサに近接していなければ、適切な変換関数はＴ4と同じである。
【００５３】
Ｄ．位置および加速度計フィードバック補償器
提案されたエレベータシステムの特徴を示すために、それぞれＣ（Ｓ），Ｍ（Ｓ）として数学的に示された位置と加速度フィードバック補償器１０４，１０６，…，１１２，２０４，２０６，…，２１２の設計の解析が提供されている。この議題においては、制御の単軸は、位置フィードバックコントローラ１０２，加速度フィードバックコントローラ２０２，および力調整器３００が効果的にシステムダイナミックを切り離すという推測のもとに、試験される。エレベータ原動力は簡略化された解析における慣性として示されている。この簡略化された解析は、提案されたフィードバック補償器の安定性と特性の正確な指定を意とするものではなく、むしろ、補償設計に関連する代表的な特徴を示すことである。フィードバック補償器設計の分野における当業者であれば、エレベータカブとフレームの構造的な原動力、位置センサおよび加速度計の動的な応答およびノイズ特性，アクチュエータ（すなわち力発生器）の原動力およびコントローラのハードウェア特性が、位置フィードバック補償器Ｃ（Ｓ）および加速度フィードバック補償器Ｍ（Ｓ）を有することを、理解できる。
【００５４】
（１）位置フィードバック補償器
図７に示すように、図６に示すような位置フィードバックコントローラ１００は、ディジタル信号プロセッサによって実施でき、バス１００ｂによってランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１００Ｃに接続された中央処理ユニット１００ａと、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１００ｄおよび入力／出力装置１００ｅを含んでいる。対応するローカル位置エラー信号ｘ1pe，ｘ2pe，ｙ1pe，ｙ2pe，ｙ3peは入力線１００ｆに受けられて処理されるとともにグローバル位置エラー信号Ｘpe，Ｙpe，ＲＸpe，ＲＹpe，ＲＺpeは出力線１００ｇに受けられる。図７の信号プロセッサは、教示の目的で示されており、図６に示されている機能の位置部又は全部のものを実行するために使用でき、それによりライン１００ｆと１００ｇ上の入出力信号を同一とすることが出来ることを理解できる。
【００５５】
特に、位置フィードバック補償器１０４，１０６，１０８，１１０，１１２は図７に示すようにマイクロプロセッサアーキテクチャアによって実行できる。如何なる場合においても、それらはそれぞれグローバル力またはモーメント位置フィードバック補償信号ＦＣXp，ＦＣYp，ＦＣMp，ＦＣZpを結合するために、グローバル位置エラー信号Ｘpe，Ｙpe，ＲＸpe，ＲＹpe，ＲＺpeに応答する。位置フィードバック補償器１０４，１０６，１０８，１１０，１１２は、Ｃｒｙ（ｓ）１１０およびＣｒｚ（ｓ）と付されているＣｔｘ（ｓ）１０４，Ｃｔｙ（ｓ）１０６，Ｃｒｘ（ｓ）１０８，５つの剛体自由度の各々に対して補償する。例えば、位置フィードバック補償器１０４はＸc軸に沿うグローバル変位軸信号に変換する。同様にして、位置フィードバック補償器１０８，１１０，１１２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸についての対応するグローバルエラー信号を各軸（すなわち、Ｘ−回転、Ｙ−回転、Ｚ−回転）についての関連するグローバルモーメント信号に変換する。
【００５６】
図８は、模範的な比例−積分−微分（ＰＩＤ）制御器として実施される位置フィードバック補償器１０４，１０６，１０８，１１０および１１２のソフトウェアブロックダイアグラムを示す。位置フィードバック補償器１０４，１０６，１０８，１１０および１１２は、比例ゲイン（利得）１２０，並列の積分手段１２２と積分ゲイン１２４、さらに並列の微分手段１２６と引算手段１２８を含んでいる。位置フィードバック補償器１０４は加算手段１３０とローパスフィルタ手段１３２を含んでいる。位置フィードバック補償器１０４，１０６，１０８，１１０および１１２は比例−積分（ＰＩ）コントローラであってもよい。発明の範囲は如何なる特殊な位置フィードバック補償器にも限定されるものではない。
【００５７】
数学的に、位置制御についての力とモーメントは、
ＦＣp＝［ＦＣxp，ＦＣyp，ＦＣMxp，ＦＣyp，ＦＣMzp］として規定され、対角マトリックスはＣc（ｓ）＝ｄｉａｇ［Ｃｔｘ（ｓ），Ｃｔｙ（ｓ），Ｃｒｚ（ｓ）として規定され、これらによりグローバル位置フィードバック制御は数学的に次の式（３）によって決まる。
【００５８】
【数６】
｛ＦＣp｝＝［Ｃc（ｓ）］｛Ｘd−Ｘme｝…（３）
ここで、Ｘdは所望の剛体自由度すなわち｛Ｘd｝＝［Ｔ1］｛Ｇd｝の行ベクトルであり、Ｇdは所望のギャップ行ベクトルである。
【００５９】
図９は、次の式（４）のラプラス変換関数によって示されたデュアル（２重）遅れフィルタを持った比例積分（ＰＩ）コントローラとして実施される代表的な位置フィードバック補償器１０４のブロックダイアグラムを示す。
【００６０】
【数７】
0003703883.tif 000004
【００６１】
ここで、Ｋs，Ｋp，ｔp，ｔ3およびｔ4は、フィードバック幅を最大にするために設定されたシステム定数であって、ＡＧセンタリング制御の各軸に対するマージンを安定にする。加速度、速度および安定化された質量の位置は、レール不規則入力信号に沿って示されている。質量に加わる力は位置と加速度計フィードバックによる力と外部的に印加される力である。実施例では、ｔa＝ｔp＝０．００１秒、ｔ1＝０．０３秒、ｔ2＝０．０１秒、ｔ3＝０．０１５秒、ｔ4＝０．０６秒である。ギャップコントローラは、センサ情報と、全てのガイドヘッド１０，２０，３０，４０で使用される力とモーメントを発生し、アクティブマグネットガイダンスコンセプトに存在するループ相互作用の不安定効果を小さくする。ガイダンスコンセプトは単入力、単出力をフィードバック制御に用いる。
【００６２】
式（４）の分子と分母は、比例ゲイン１２０と積分器１２２の変数、積分ゲイン１２４、およびデュアルローパスフィルタ１３２の変数を表す。式（４）の変換関数は、テストによって決まるシステムパラメータであるとともに、システムが使用されるにあたって周期的に調整された超過時間である。
【００６３】
図示のように、位置フィードバックコントローラ１０４は比例制御１０４ａと１０４ｂを含んでいる。位置フィードバックＫsは高周波数でのバネ率を制御し、定数Ｋpは静バネ率を表し、時定数ｔpは静フィードバックがカットオフされている時の周波数を制御する。位置フィードバックコントローラ１０４はデュアル遅れフィルタ１０４cも備えている。発明の範囲は、如何なる特殊な位置フィードバック補償器にも限定されるものではない。
【００６４】
図１０と１１は他の実施例のシムリングダイアグラムを示す。図１０は微分機制御装置１０４（ｄ）’とデュアル遅れフィルタ１０４（ｅ）’を有するＰＩＤ制御器を示し、この制御器は、微分器が本質的に無限の応答と動的応答範囲を持つので、システム制御における純粋な微分器は有り得ず制御システムにおける不要なノイズを引き起こすという理由によって、必要とされる。デュアル遅れフィルタ１０４（ｅ）’は、微分器応答が飽和した時に微分応答からの不要なノイズを低減するのに必要である。
【００６５】
図１１はＰＩ位置フィードバックコントローラ１０４”を示し、加算点１９９に供給された出力を有する。デュアル遅れフィルタ２０１はもちろん示されている。
【００６６】
２．加速度計フィードバック補償器
ローカル／グローバル加速度計制御器２０２はアナログ又はディジタルのどちらによっても実施できる。ディジタル的に実施されない場合は、図７のプロセッサがその機能を遂行することが出来、分離されていれば、そのアーキテクチァは図７に示すバス１００ｂによってＲＡＭ１００ｃに接続された処理ユニット１００ａ，ＲＯＭ１００ｄおよび入／出力ユニット１００ｅを含む。
【００６７】
加速度計コントローラ２００は、加速度計フィードバック補償器２０４，２０６，２０８，２１０，２１２を含み、これらの補償器は、クローバル力またはモーメント加速度フィードバック補償信号ＦＣxa，ＦＣya，ＦＣMxa，ＦＣMya，ＦＣMzaを供給するためのグローバル加速度信号Ｘa，Ｙa，ＲＸa，ＲＺaに対応する。加速度計フィードバック補償器２０４，２０６，２０８，２１０，２１２は、［Ｍ（ｓ）］＝ｄｉａｇ［Ｍｔｘ（ｓ），Ｍｒｘ（ｓ），Ｍｒｙ（ｓ），Ｍｒｚ（ｓ）］で数学的に表記され、５つの剛体自由度の各々を制御するとともに補償する。
【００６８】
図９は次の式によって数学的に表された、代表的な加速度計フィードバック補償器２０４を示す。
【００６９】
【数８】
0003703883.tif 000005
【００７０】
ここで、Ｋaはフィードバックゲインであり、ｔ1，ｔ2，ｔaは強固さと特性との間のバランスを得るために調節される３つの第１の時間である。実施例では、ｔ1は加速度計のフィードバック効果（第１のハイパスフィルタを備えた積分動作を表す）を制限するために、約１０秒に設定され、ｔ2とｔaは０．００５から０．００４秒の値であって、システムの強固さを向上させるために振動フィードバックにおけるロールオフを加える。
【００７１】
この式を用いると、例えば、加速度計フィードバック補償器２０４は、Ｘc軸に沿うグローバル加速度信号Ｘaをグローバル力またはモーメント加速度フィードバック補償信号をＦＣxaに変換する。一方、加速度フィードバック補償器２０６は、Ｙc軸に沿うグローバル加速度信号ＹaをＸc軸に沿うフィードバック補償信号ＦＣyaに変換する。同様にして、加速度計フィードバック補償器２０８，２１０，２１２の各々は、各Ｘ，Ｙ，Ｚ軸についてのグローバル加速度信号ＲＸa，ＲＹa，ＲＺaを各軸（すなわち、Ｘ−回転、Ｙ−回転）についてのグローバル力またはモーメント加速度フィードバック補償信号ＦＣMxa，ＦＣMya，ＦＣMzaに変換する。その考えによって、当業者は、代表的な加速度計フィードバック補償器２０４，２０６，２０８，２１０，２１２をどのようにして実現するかを理解できるであろう。
【００７２】
３．加速度フィードバックを用いる座標制御装置の単軸解析
位置フィードバックのみを使用するための磁気ベアリングの設計をエレベータに適用するためのコントローラは、加速度フィードバックを使用でき、特性向上と低コスト化ができる。このことは、従来の磁気ベアリングはより多くの強固さを必要とし、約３００Ｈｚの範囲の周波数バンド幅を有するためである。エレベータにおいては、磁気ベアリングの頑丈さは非常に少なく、数ヘルツの周波数バンド幅を持っている。さらに、座標変換が必要であるので、従来の磁気ベアリングは加速度計フィードバックを使用できる。軸の座標制御によって効率的にそれらを分離できるので、各軸のＰＩＤコントローラは独立に設計できる。しかしながら、この論理は構造的な共振については考慮されていない。そのような共振は、常に存在するものであり、応答速度を制限する。応答速度が２次的なものであれば、ステーブルループは常に可能である。添字（５自由度の１つについて）は、マトラブプログラミングモードで書かれたものであり、１軸についてのコンピュータシュミレートされたテストの解析については以下に論じられている。
【００７３】
所望のエレベータシステムでは、ベアリングにおける比較的高い静バネ率を達成しなければならない。必要な最小の率は、前／後（ｆ／ｂ）ベアリングでは３００Ｎ／ｍｍのオーダであり、側面／側面（ｓ／ｓ）ベアリングでは４００Ｎ／ｍｍである。エレベータのベアリングは純粋な磁気ベアリングでなくてもよい。レビテーションは常に必要とはされない。運転中はレビテーションは充分でなければならない。しかしながら、乗客は搭乗している時又はかごから出るときは、磁気マグネットは適切な着床に位置できる。
【００７４】
添字に示すように、ベアリングコンピュータモデルは、機構的な減衰のない単なる第２のオーダである。
【００７５】
プラント変換関数は次のようになる。
【００７６】
【数９】
Ｇ＝１／（ｍ＊ｓ2．）
コントローラ変換関数は次のようになる。
【００７７】
【数１０】
Ｈ＝（ｓ2＊Ｋa／（ｔa＊ｓ＋１）＋Ｋs＋（Ｋp／ｔp＊ｓ＋１））
加速度計フィードバックが使用されているときは、位置フィードバックを実行すべきコントローラは、次のようになる。
【００７８】
【数１１】
Ｈmod＝Ｋs＋Ｋp／（ｔp＊ｓ＋１）
考えられる他のコントローラとしては、次のようになる。
【００７９】
【数１２】
Ｈfilt＝Ｈ／（（ｔ1＊ｓ＋１））＊（ｔ2＊ｓ＋１））
加速度計フィードバックがＨモードとともに用いられるとき、Ｈは実施可能である。
【００８０】
システムのステップ応答は次の例で試験できる。例えば、質量は１トン（１０００ｋｇ）である。質量の単位がトンであれば長さの単位はｍｍである。力の単位はニュートンである。変数Ｋsはｍ＊ω02として計算され、ここでω0＝２＊π＊ｆ0である。位置フィードバックフィルタは時定数ｔp＝３０ｓである。位置フィードバックフィルタのゲインはパラメータである。変数Ｋpは変数Ｋsよりも大きい。
【００８１】
変数Ｋpは、殆どの部分で、Ｎ／ｍｍにおけるベアリングの頑丈さを決める。減衰は非常に低いローパスフィルタを通して加速度をフィードバックすることによって得られる。ゲインＫa＝１００（Ｎ／（ｍｍ／Ｓ2））であり、時定数は加速度フィルタとして用いられていた。
【００８２】
そのようなシステムの解析にあたって、１００Ｎステップが印加された時の位置に対する時間のグラフが図１２に示されている。これは、スタートを生じるけれども、高い誇張された条件のもとにシステム応答試験するための機会である。エレベータに適用する場合に、力は通常２から５秒間で１００Ｎまで上がる。図１２のカーブは５００〜２０００の範囲で変数Ｋpによって動特性が可能であることを示す。
【００８３】
閉ループプロットは、周波数の関数としてのベアリングの強さを示すものであり、開ループプロットは図１３，１４および図１５，１６において、構造的な共振に対する感度のアセスメントが可能であることが示されている。
【００８４】
特に、図１３と１４は変換関数ＧＨと、力出力から位置出力までの逆閉ループ（ＣＬ）のボードプロットを示す。逆閉ループ応答はＮ／ｍｍにおけるベアリングのバネ率である。定数Ｋp＝５００と他のパラメータは前に用いたものと同じである。開ループ（ＯＬ）制御クロスオーバ（ゲイン＝０ｄＢ）周波数は１．６Ｈｚである。この周波数は可変数Ｋsによって制御される。位相マージンは７０度以上である。閉ループ応答の試験によって、６．１Ｈｚで４８Ｄｂのゲインである。閉ループ応答の試験によれば、０．０１Ｈｚで４８Ｄｂのゲインである。このシステムの静利得は５４．６Ｄｂ（２０＊ｌｏｇ（５００＋３９．４））である。ベアリングの強さはＡＭＧにとっては充分であると考えられる。
【００８５】
図１３と１４は、力入力から位置出力までの変換関数ＧＨと反転閉ループ応答のボードプロットを示すとともに、変数Ｋpが５００から２０００Ｎ／ｍｍに増加したとき何が起こるかを示す。０．０１Ｈｚでの静ゲインは図１３，１９に渡って６０Ｄｂになり、１２Ｄｂ上がる。開ループ（ＯＬ）曲線Ｌは、図１３，１４に示すように、１．６Ｈｚでの交差を示す。しかしながら、構造的な共振でもなく増加するＫpによって増加されるものでもない。
【００８６】
図１７と図１８はコントローラに対する周波数応答を示す。図示のように、コントローラＨは、そのゲインが周波数の増加につれて上り続けるので、実施できない。コントローラモードＨは、加速度フィードバックがコントローラにおいて使用されるときに必要である。
【００８７】
Ｈコントローラは少なくとも２重遅れフィルタと結合されている。図１９，２０は２重遅れフィルタを備えたＨ−フィルタによる周波数対ゲインと周波数対位相のボードプロットを示し、Ｈが誘導されるコントローラと２重フィルタは図２１に示されている。ブレークポイント周波数は低くなるように動くことが出来る。２重の１０Ｈｚ遅れフィルタが使用される時に、システム特性は下降しない。これは図１３と１４の場合と同様にプロット点を変えることによって変化する。頑丈さが妥協されるのではなく、周波数発振を防止する能力は増加する。
【００８８】
図１０のシステムについて調べると、それは固有の周波数がｆ0（ω0・２＝Ｋs／ｍ；ω0＝２＊π＊ｆ0）である第２段階のシステムである。システムの減衰率はζ＝（Ｋｄ＋Ｋａ／ｔａ）４＊π＊ｍ）によって規定される。ｆ0の固有周波数はＫｄ＝０とｋａ／ｔａ＝１０に対して０．１Ｈｚである。システムの減衰は、理論上は、変数Ｋｄ又はＫａのどちらかを使うことによって得られる。しかしながら、実際に可変数Ｋｄを用いれば、２つの理由により好ましいことである。第１に、前述のように減衰信号が慣性空間による。慣性空間による減衰を使用すると、本質的に振動が減衰する。可変数Ｋｄが大きければ、それだけ振動の減衰も大きくなる。減衰信号が相対位置から導かれると、位置センサを使用する場合のように、振動は、減衰比が約０．３になるまで減少する。減衰比が増加するとシステムは減少するが、レールのウェービネスをエレベータに結合する。レールのウェービネスから来る振動が増すとレールウェービネスをエレベータに組み込む。レールウェービネスから来る振動は、位置フィードバックを使用することによって生じる。減衰がζ＝０．３以上に増すにつれて、増加する。加速度フィードバックを使用しているコントローラと使用していないコントローラ特性を比較すると、システムの特性が向上することを示す。実際には、ＰＩＤコントローラであるコントローラにおいて微分が必要でないので性能が向上する。さらに、加速度計フィードバックを使用しているエレベータシステムでは重要な利点が得られる。加速度計フィードバックは慣性空間に関する減衰を提供する。このことは、振動を抑制する上で非常に便利である。そのようなコントローラの設計にあたって、機械的なシステムの主軸間の効果の結合からの効果、例えば動作オン／オフ停止と変換器の飽和のようなシステムにおける非直線性による効果、および加熱によって引き起こされるパラメータの効果などを考慮しなければならない。位置フィードバックを有するエレベータの磁気ベアリングにおいて、加速度計フィードバックを使用すると、振動制御と減衰制御を行うことが出来る。加速度計フィードバックは積分器またはローパスフィルタを通り、慣性的に減衰が行われる。このタイプの減衰は粘着性（機械的に導出される）よりもより一層効果的である。好ましい実施例においては、微分された加速度計出力と、最大減衰を得るために、位置の微分の双方のフィードバックがある。これにより、質量増加率に加えて、慣性的に減衰が得られる。
【００８９】
Ｄ．力調整器３００
調整された制御手段１６は、グロバルからローカル力とモーメント制御を調整する力調整器３００を含んでいる。
【００９０】
数学的には、ガイドヘッド１０，２０，３０，４０での所望の力とモーメントは次の式（５）によるＦＣPAから導出される。
【００９１】
【数１３】
｛ＣＣxy｝＝［Ｔ3］｛ＦＣPA｝…（５）
ここで、ＣＣxy＝［ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3］’、
ＦＣPA＝［ＦＣxp＋ＦＣxa，ＦＣyp＋ＦＣMxp＋ＦＣMyp＋ＦＣMya，ＦＣMzp＋ＦＣMza］、およびＴ3は次のように式（６）によって規定される変換マトリックスである。
【００９２】
【数１４】
0003703883.tif 000006
【００９３】
各位置フィードバック補償器１０４，１０６，１０８，１１０，１１２と各加速度計フィードバック補償器２０４−２１１２からの要求は、相応に（すなわち、変換Ｘ，変換Ｙ，回転Ｘ，回転Ｙおよび回転Ｚ）に加算され、かつ力制御変換手段３１４を用いる力調整器３００に帰還される。Ｔ３は数学的に、力とモーメント補償信号をグローバル座標系ＬＣＳ10，ＬＣＳ20，ＬＣＳ30において適用される力とモーメントを制御する調整された制御信号に変換するために、力調整器３００の変換手段３１４によって使用される変換マトリックスを、表す。
【００９４】
特に、力調整器３００は、調整されたグローバル又はモーメント位置フィードバック補償信号ＦＣxp，ＦＣyp，ＦＣMxp，ＦＣMyp，ＦＣMzpに応答し、さらに、ローカル力制御信号ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3を供給するために、調整されたグローバル力またはモーメント加速フィードバック補償信号ＦＣxa，ＦＣya，ＦＣMxa，ＦＣMya，ＦＣMzaにも応答する。実際には、力調整器３００は、対応するグローバル力またはモーメント位置フィードバック補償信号ＦＣxp，ＦＣyp，ＦＣMxp，ＦＣMyp，ＦＣMzpとグローバル力または加速度フィードバック補償信号ＦＣxa，ＦＣya，ＦＣMxa，ＦＣMya，ＦＣMzaを、それぞれアナログマグネットドライバ１４０，１４２，１４４，１４６，１４８に供給される対応するローカル力制御信号ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3に変換する。
【００９５】
力調整器３００は、それぞれ調整された力またはモーメント位置フィードバック補償信号ＦＣxp，ＦＣyp，ＦＣMxp，ＦＣMyp，ＦＣMzpに応答しさらにそれぞれ調整されたグローバル力またはモーメント加速度フィードバック補償信号ＦＣxa，ＦＣya，ＦＣMxa，ＦＣMya，ＦＣMzaに応答する加算回路３０２，３０４，３０６，３０８，３１０を含んでいる。加算回路３０２，３０４，３０６，３０８，３１０はそれぞれグローバル力またはモーメント位置と加速度フィードバック補償信号ＦＣxpa，ＦＣypa，ＦＣMxpa，ＦＣMypa，ＦＣMzpaを加算する。
【００９６】
力とモーメント制御変換手段３１４は、グローバル／ローカル力またはモーメント位置とフィードバック補償信号ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3を供給するために、加算されたグローバル力またはモーメント位置フィードバック補償信号ＦＣxpa，ＦＣypa，ＦＣMxpa，ＦＣMypa，ＦＣMxpa，ＦＣMypa，ＦＣMzpaに応答する。力とモーメント制御変換手段３１４はアナログ又はデジタル回路のどちらでも実施できる。その機能は、図７に示すような制御器１００をセンタリングするために使用される同じ信号処理器によって実行できるとともに、又はバス，１００ＲＡＭ１００ｃ，ＲＯＭ１００ｄおよび入／出力１００ｅに接続された中央処理ユニット１００ａを有する図７に示されているものと同様な別の信号処理装置によって実行できる。
【００９７】
４．ローカル力発生手段
図６に示すように、ＡＭＧシステムは６つの電磁マグネット対からの双方向力発生器を形成するために電磁石のコイルへの電流を変調するところの制御のローカルレベルでのアナログマグネットドライバ１４０，１４２，１４４，１４６および１４８を含んでいる。他のタイプのドライバは双方の電磁力と他のタイプのアクチュエータが使用できることを認識すべきである。
【００９８】
一般に、アナログマグネットドライバ１４０，１４２，１４４，１４６，１４８は、ローカル磁気力Ｆx1，Ｆx2，Ｆy1，Ｆy2，Ｆy3を少なくとも３つのガイドヘッド１０，２０，３０に供給するためのローカル力制御信号ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3に応答する。アナログマグネットドライバ１４０，１４２，１４４，１４６および１４８は米国特許第５，２９４，７５７の第２０図に示されている。
【００９９】
特に、ｙ2軸におけるこの制御された力を生み出すためにダイオードロジックを使用している電磁石２２，２４，２６電流を変調するドライバ２０は、ライン２８を介しての力の要求とフラックスセンサ信号１４と１５の二乗の差との間のエラーを調節するためにアナログＰＩＤ制御を用いる。ダイオードスイッチングロジックとＰＩＤ制御の両方とも、前述の米国特許第５，２９４，７５７号において述べられているように、公知である。
【０１００】
センタリング制御器１００，振動制御器２００および力調整器３００の別の形体は別のエレベータＡＧシステムセンサ若しくはアクチュエータを用いることが出来る。提案されているものは、最小セットの検出と動作を持つ５つのエレベータ剛体運動を制御するエレベータＡＧシステムである。しかしながら、他の実施例として、余分の検出と動作を用いることも可能である。
【０１０１】
５．ダイナミックフレックス推測器（ＤＹＮＡＭＩＣ  ＦＬＥＸ  ＥＳＴＩＭＡＴＯＲ）４００
一般に、エレベータかごのフレームにおいて静的な捩れがあり、前／後のギャップｆ／ｂは平たんなものでなくかつＡＧＭシステムにエラーを生じさせる。
【０１０２】
これを解決するために、図６に示すように本発明は、フレックスフィードバックコントローラ１７０と協動するダイナミックフレームフレックス判定器１６５を含んでいる。ダイナミックフレックス判定器１６５は局部的に測定されたギャップＧmを公称の剛体位置ｙ40と、ｙ4軸での静的歪信号ｙ4バイアス１６２に変換するとともに、加算器１６８で測定されたエラー信号ｙ4mが加えられる所望のローカルギャップ信号ｙ4dが供給され、動的な歪信号ｄy4を生じる。動的ｙ4はフレームフレックスフィードバック制御器１７０に供給される。
【０１０３】
図６に示すように、残りのｆ／ｂ制御軸ｙ4はエレベータフレーム１４における動的ｆ／ｂの量を制御するのに用いられる。ｙ4軸におけるｆ／ｂギャップの値は剛体運動と仮定したことに基づいて測定されたギャップのＧmベクトルから発生する。公称の剛体位置ｙ40は次の式（７）によって決まる。
【０１０４】
【数１５】
Ｙ40＝［０  １  ａ  ０  −ｅ］［Ｔ1］｛Ｇm｝…（７）
これらのマトリックスを掛算して、式（８）が得られる。
【０１０５】
【数１６】
Ｙ40＝［Ｔ4］｛Ｇm｝…（８）
ここで、Ｔ2＝［０  ０  １  −１  １］である。
【０１０６】
ｙ4軸での静歪の測定は、前／後のｆ／ｂギャップセンサからのロールギャップ測定信号ｙ1，ｙ2，ｙ3，ｙ4から推定される。ｙ4軸、ｙ4バイアスでの静歪の測定は、次の式（９）によって、前／後  ｆ／ｂセンサからの初期値（ｙ1i，ｙ2i，ｙ3i，ｙ4i）から推定される。
【０１０７】
【数１７】
ｙ4bias＝ｙ2i＋ｙ4i−ｙ1i−ｙ3i…（９）
かくして、ガイドヘッド２６での前／後  ｆ／ｂにおける動的歪は次の式（１０）によって決定される。
【０１０８】
【数１８】
Ｄy4＝ｙ40＝ｙ4bis−ｙ4…（１０）
フィードバックコントローラ１７０（ｃ4（ｓ））、たとえば、ｋi＝０であるフィードバック補償器１４０，１４２，１４４，１４６および１４８はエレベータの動的フレームフレックスの量を制御するのに実施できる。
【０１０９】
ＡＭＧセンタリング制御システム用の所望の目標値は、初期システムがセットアップしている間、設定される。Ｇｄの成分は、全ての前／後  ｆ／ｂ軸について前後のギャップを等しくするとともに全てのｓ／ｓ軸について左／右のギャップを等しくするために、設定される。
【０１１０】
６．他の実施例
発明の範囲は５つのローカル力制御信号ＣＣx1，ＣＣx2，ＣＣy1，ＣＣy2，ＣＣy3を発生するものに限定されるものではない。例えば、ローカル力制御信号には、ガイドヘッド４０のために発生した第６番目の制御信号ＣＣy4を含めることが出来る。これは、５つの剛体自由度を制御するために、６つの力発生電磁石の全ての対とギャップセンサを用いる。すなわち、ローカル座標系ＬＣＳｉにおける剛体運動はグローバル座標系ＧＣＳにおける剛体運動から次の式によって決めることが出来る。
【０１１１】
【数１９】
0003703883.tif 000007
【０１１２】
この式は次の式（１１）によるコンパクトなマトリックス記法によって記載できる。
【０１１３】
【数２０】
Ｇm＝ＡＸm…（１１）
グローバル座標系ＧＣＳ自由度の推定値を決めることが出来る。ここで、グローバル座標系ＧＣＳ自由度はグローバル座標系ＬＣＳギャップセンサのフルセットを用い、ギャップセンサはマトリックスＡの左反転を用いることによって読み取る。すなわち、マトリックスＢは次の式（１２）によって規定される。
【０１１４】
【数２１】
ＢＡ＝Ｉ5…（１２）
そのような左反転は、式（１３）におけるグローバル座標系ＧＣＳ自由度の推定におけるエラーを小さくするためになされる。
【０１１５】
【数２２】
Ｂ＝（ＡτＡ）-1Ａτ…（１３）
アカデミックプレス社、１９７６、ＰＰ．１０６−１０７のギルバート・ストラングの「リニア・アルゲブラとその応用」を参照のこと。
【０１１６】
この特殊な場合に対して、これは次の式に起因する。
【０１１７】
【数２３】
0003703883.tif 000008
【０１１８】
ここで、
【０１１９】
【数２４】
0003703883.tif 000009
【０１２０】
６つのガイドヘッドにおける所望の方法は次の式（１４）によるＦＣに関係づけられることが出来る。
【０１２１】
【数２５】
ＣＣxy＝［Ｔ３］｛Ｆ０｝…（１４）
ここで、Ｔ３は次の式として規定される変換である。
【０１２２】
【数２６】
0003703883.tif 000010
【０１２３】
【数２７】
0003703883.tif 000011
【０１２４】
マトリックスＴ１はマトリックスＴ３の互換である。
【０１２５】
かくして、エレベータＡＧシステムを、余分な検出（例えば、ｙｐ４ｅ位置とｙ４ａセンサを含むことと、Ｔ１とＴ４マトリックスにそれぞれ他の列を加えること）および余分な動作（例えば、他の行をＴ３マトリックスに加えることによってＣcy4を含めること）に展開できる。
【０１２６】
図６に示すように、力調整器３１４は他のローカル力制御信号ＣＣy4を供給する。加算器３１２は、バイアスされたローカル力制御信号ＣＣy4’を供給するために、これらの信号を、フィードバック補償器１７０からの補償信号Ｃ4（ｓ）に加えて、アナログマグネットドライバ１５０を駆動する。動作フレックス制御を含まないシステムにおいては、他のローカル力制御信号ＣＣy4をアナログマグネットドライバ１５０に直接結合することが出来る。
【０１２７】
上述したように、調整された制御システムは、例えば、振動制御の効果を増すために、米国特許第５，２９４，７５７において述べられているように、アクティブローラガイドを有するエレベータシステムのような、他のアクティブガイダンスシステムにおいても使用できる。
【０１２８】
上述の目的と前述の説明から明白にされたものが効率的に得られることを理解できるであろう。
【０１２９】
そして、発明の範囲から逸脱することなく上述の構造を変形することが出来るので、上述の説明又は添付図面を示されているものに含まれている全てのことは、例示として解釈されるものであって、意味を限定するものでもない。
【０１３０】
特許請求の範囲は、ここで述べられている発明の包括的かつ特殊な特徴の全てをカバーするものである。
【０１３１】
【発明の効果】
本発明は上述の如くであって、本発明の特徴とするところは、座標コントローラを有するＡＧシステムを提供することであり、座標コントローラは、全てのアクティブガイドからのセンサ情報を使用するとともに、同時に全てのアクティブガイドに座標系の力とモーメントを発生する座標化されたコントローラは、ガイダンスシステムを座標化し、これにより位置フィードバック制御（かごを移行途上で中心に保つ）と加速度フィードバック制御（振動レベルを低減させかつそれにより磁気ベアリングの強固さを保証する）のフィードバックバンド幅を小さくする。アクティブ磁気ガイダンス（ＡＭＧ）に対して、座標コントローラは高磁気ベアリング（すなわち位置フィードバック制御バンド幅）による重要な改良である。
【０１３２】
さらに、ＡＧシステムは、レール誘導かご振動を小さくするために、ガイドレールデータについての知識と結合してエレベータシステムにおける座標化された制御を利用することが出来、位置基準用のガイドワイヤの必要性を無くすものである。
【０１３３】
本発明の更なる利点は、かごの振動、エレベータシステムのノイズレベルおよびメンテナンスを低減させることである。特に本発明によれば、エレベータカブの振動レベルを低減させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエレベータＡＧシステムのブロック図。
【図２】ＡＧシステムにおけるエレベータかごの概略構成図。
【図３】図２に示されているエレベータかごの代表的なアクティブ磁気ガイドヘッドの頂面図。
【図４】図３に示されているアクティブガイドヘッドの側面／側面軸の側面図。
【図５】図３に示されているアクティブガイドヘッドの前／後軸の側面図。
【図６】図１に示されている座標化されたコントローラ１６を数学的に表したブロック図。
【図７】図６に示された位置フィードバックコントローラ１００のハードウェアブロック図。
【図８】図６に示されたフィードバック補償器のソフトウェアブロック図。
【図９】図６に示された加速度と位置フィードバック補償器の１自由度分の磁気ベアリング制御を示すブロック図。
【図１０】図６に示された加速度と位置フィードバック補償器の１自由度分の磁気ベアリング制御を示すブロック図。
【図１１】図６に示された加速度と位置フィードバック補償器の１自由度分の磁気ベアリング制御を示すブロック図。
【図１２】１００ニュートンの力が加えられた場合の時間に対する位置を示すグラフ。
【図１３】ＧＨ変換関数と力入力から力出力までの反転閉ループ応答を示すボードプロット図。
【図１４】ＧＨ変換関数と力入力から力出力までの反転閉ループ応答を示すボードプロット図。
【図１５】ＧＨ変換関数と力入力から力出力までの反転閉ループ応答を示す他のボードプロット図。
【図１６】ＧＨ変換関数と力入力から力出力までの反転閉ループ応答を示す他のボードプロット図。
【図１７】コントローラの周波図応答特性を示すグラフ。
【図１８】コントローラの周波図応答特性を示すグラフ。
【図１９】コントローラの応答特性を示すグラフ。
【図２０】コントローラの応答特性を示すグラフ。
【図２１】図２０における応答特性を遂行するフィルタのブロック図。
【符号の説明】
２…エレベータシステム
１０，２０，３０，４０…ガイドヘッド
１２…エレベータかご
１３…フレーム
１４…ローカルパラメータ検出手段
１６…制御手段
１８…ローカル力発生手段
２０ａ…ガイドレール
２２，２４，２６…電磁石
６０，６２，６４…磁束センサ
６６，６８…エアギャップセンサ
７０，７２…加速度計
８０…学習レールシステム
８２…レールマップ
８４…加算回路
９５…減算器
１００…位置フィードバックコントローラ
１０２…ローカル／グローバルフィードバックコントローラ
１０４，１０６，１０８，１１０，１１２…位置フィードバックコントローラ
１４０，１４２，１４４，１４６，１４８  １５０…アナログマグネットドライバー
１６４…加算器
１６８…減算器
１７０…フィードバック補償器
２００…加速度計フィードバックコントローラ
２０２…ローカル／グローバル加速度計コントローラ
２０４，２０６，２０８，２１０，２１２…加速度計フィードバック補償器
３００…力調整器
３０２，３０４，３０６，３０８，３１０…加算回路
３１２…加算器
３１４…力とモーメン制御変換手段
４００…ダイナミックフレームコントローラ
【図１】
0003703883.tif 000012
【図２】
0003703883.tif 000013
【図３】
0003703883.tif 000014
【図４】
0003703883.tif 000015
【図５】
0003703883.tif 000016
【図６】
0003703883.tif 000017
【図７】
0003703883.tif 000018
【図８】
0003703883.tif 000019
【図９】
0003703883.tif 000020
【図１０】
0003703883.tif 000021
【図１１】
0003703883.tif 000022
【図１２】
0003703883.tif 000023
【図１３】
0003703883.tif 000024
【図１４】
0003703883.tif 000025
【図１５】
0003703883.tif 000026
【図１６】
0003703883.tif 000027
【図１７】
0003703883.tif 000028
【図１８】
0003703883.tif 000029
【図１９】
0003703883.tif 000030
【図２０】
0003703883.tif 000031
【図２１】
0003703883.tif 000032