(57)【要約】  モデル演算部を用いた速度制御を行うエレベータ制御装置において、制御対象のイナーシャ値を予測することによって追従性の良い制御を可能とする。エレベータ制御装置１１０は、イナーシャ誤差予測部８０Ａを備える。第１演算部８１ａは、エレベータのかごの加加速状態と一定加速状態とが連続する期間におけるモデル速度ωＡと実速度ωＭとの速度偏差の積分演算に基づいて、収束前のイナーシャ誤差（中間値）を算出し、第２演算部８２ａに出力する。第２演算部８２ａは、第１演算部８１から出力された前記中間値に基づいて、収束後のイナーシャ誤差を予測する。パラメータ修正部９０は、第２演算部８２ａより予測された収束後のイナーシャ誤差に基づいて、モデル演算部３０に予め設定されたイナーシャ値ＪＡを修正する。
2010055555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレベータを制御対象として制御するエレベータ制御装置において、
前記エレベータに設けられた電動機に対する速度指令が入力され、前記制御対象に対して想定されるモデル速度とモデルトルクとを、予め設定されたイナーシャ値を使用することによりモデル速度が前記速度指令に追従するように演算して求めるモデル演算部と、
前記電動機の実際の回転速度である実速度を検出する速度検出器と、
前記モデル演算部により算出された前記モデル速度と前記速度検出器により検出された前記実速度との速度偏差と所定の複数のパラメータとを使用して、誤差補償トルクを演算する補償演算部と、
前記モデル演算部により算出された前記モデルトルクと、前記補償演算部により算出された前記誤差補償トルクとから、トルク指令を算出するトルク指令算出部と、
前記電動機の発生トルクが前記トルク指令算出部により算出された前記トルク指令に一致するように前記電動機を制御し、駆動させるトルク制御器と、
前記モデル演算部により算出された前記モデル速度と前記速度検出器により検出された前記実速度との速度偏差に基づいて実際のイナーシャ値に対する前記設定されたイナーシャ値の誤差であって収束値に収束する前のイナーシャ誤差を示す中間値を算出し、算出された前記中間値に基づいて前記収束値である収束後のイナーシャ誤差を予測するイナーシャ誤差予測部と、
前記イナーシャ誤差予測部により予測された前記収束後のイナーシャ誤差を使用して、前記モデル演算部により使用される前記予め設定されたイナーシャ値を修正するパラメータ修正部と
を備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。
【請求項２】
前記イナーシャ誤差予測部は、
前記エレベータのかごの加加速状態と一定加速状態とが連続する期間における前記速度偏差の積分演算に基づいて前記中間値を算出する第１演算部と、
前記第１演算部により算出された前記中間値に基づいて、前記収束後のイナーシャ誤差を予測する第２演算部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のエレベータ制御装置。
【請求項３】
前記第２演算部は、
逆ラプラス変換を用いることにより、収束するべきイナーシャ誤差の値に対する前記第１演算部により算出され前記中間値の比率に相当する比率相当値を算出し、前記中間値と前記比率相当値とに基づいて前記収束後のイナーシャ誤差を予測することを特徴とする請求項２記載のエレベータ制御装置。
【請求項４】
エレベータを制御対象として制御するエレベータ制御装置において、
前記エレベータに設けられた電動機に対する速度指令が入力され、前記制御対象に対して想定されるモデル速度とモデルトルクとを、予め設定されたイナーシャ値を使用することによりモデル速度が前記速度指令に追従するように演算して求めるモデル演算部と、
前記電動機の実際の回転速度である実速度を検出する速度検出器と、
前記モデル演算部により算出された前記モデル速度と前記速度検出器により検出された前記実速度との速度偏差と所定の複数のパラメータとを使用して、誤差補償トルクを演算する補償演算部と、
前記モデル演算部により算出された前記モデルトルクと、前記補償演算部により算出された前記誤差補償トルクとから、トルク指令を算出するトルク指令算出部と、
前記電動機の発生トルクが前記トルク指令算出部により算出された前記トルク指令に一致するように前記電動機を制御し、駆動させるトルク制御器と、
前記モデル演算部により算出された前記モデル速度と前記速度検出器により検出された前記実速度との速度偏差であって前記エレベータのかごの加加速状態の期間における前記速度偏差に基づいて、実際のイナーシャ値に対する前記設定されたイナーシャ値の誤差であって収束値に収束後のイナーシ誤差を予測するイナーシャ誤差予測部と、
前記イナーシャ誤差予測部により予測された前記収束後のイナーシャ誤差を使用して、前記モデル演算部により使用される前記予め設定されたイナーシャ値を修正するパラメータ修正部と
を備えたことを特徴とするエレベータ制御装置。
【請求項５】
前記イナーシャ誤差予測部は、
加加速状態の期間における前記速度偏差に最終値定理を適用することにより、収束値に収束後のイナーシ誤差を予測することを特徴とする請求項４記載のエレベータ制御装置。
【請求項６】
前記イナーシャ誤差予測部は、
加加速状態の期間における前記速度偏差に逆ラプラス変換を適用することにより、収束値に収束後のイナーシ誤差を予測することを特徴とする請求項４記載のエレベータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータ制御装置、特にモデル演算部を有する速度制御において、制御対象のイナーシャの算出を行うエレベータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来の一般的なエレベータの概要を示した図である。図９では、商用電源３１０、人や荷物を昇降させるためのかご３５０、かごと運搬物の重量に釣り合うような重さのカウンタウェイト３６０、動力装置を駆動させるための電力を供給するインバータ３３０、商用電源よりインバータに電力を供給するコンバータ３２０、インバータ３３０、コンバータ３２０、動力装置３０１などを制御するエレベータ制御装置３４０などを備えている。【０００３】
従来の制御対象のイナーシャの算出を行うエレベータ制御装置は、特許文献１に記載のように、速度指令入力手段と、モデル演算部と、速度検出器と、補償演算部と、トルク指令算出部と、トルク制御器と、イナーシャ算出器とを備えている。そして、かごの加速運転時に制御対象のイナーシャを、次の式（Ａ）から算出する。【０００４】
【数１】
2010055555.tif 000003
【０００５】
（ＪＭ：制御対象のイナーシャ、Ｔα：エレベータのかごが加速するために必要なトルク、Ｄ：シーブ係数、ＫＬ：ローピング係数）
すなわち、特許文献１では、式（Ａ）という力の釣り合い式を用いて、かごの加速時、及び一定速度時に制御対象のイナーシャを算出し、その結果をモデル演算部、補償演算部に反映させる。これにより、追従性の良い制御が可能であるとしている。
【特許文献１】特開２００３−１２８３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のエレベータ制御装置では、かごの加速度が一定で、上記式（Ａ）が成り立つ定常状態においては正しいイナーシャを算出することが出来る。しかし、加速時間が短く、フィードバックが収束しきらず、加速度が一定ではないために上記の力の釣り合い式（Ａ）が成り立たない過渡状態においては、正確なイナーシャを算出することが出来ない。そのため、速度が遅いエレベータでイナーシャを算出しようとする場合は、何度も同定を行って誤差を小さくしたり、あるいは加速時間を長くして加速度を収束させなければならないという課題があった。【０００７】
また、特許文献１のエレベータ制御装置では、かごの加速度が一定で、上記式（Ａ）が成り立つ定常状態においては正しいイナーシャを算出することが出来る。しかし、一定加速時間がほとんど存在しない場合、例えばイナーシャ誤差が大きすぎて制御系が発散し加加連中に止まってしまう場合や、速度が非常に遅く一定加加速〜一定加減速という速度のパターンになってしまう手動運転時のような場合には、イナーシャの算出を行うことができないという課題があった。【０００８】
本発明は、かごの加速度が収束する前の過渡応答中においても、イナーシャ誤差の収束率を算出することによって、より正確なイナーシャを素早く算出し、算出された正確なイナーシャを通常運転に使用する追従性の良いエレベータ制御装置を提供することを目的とする。また、本発明は、一定加速を行えないような状況においても制御対象のイナーシャを算出し、算出された正確なイナーシャを通常運転に使用する追従性の良いエレベータ制御装置を提供することを目的とする。【０００９】
すなわち、特許文献１では、加速時間が短い（すなわち一定速が遅い）場合には、フィードバックが収束せず、イナーシャ誤差が収束しないため、正しいイナーシャが得られない。このため、正確なイナーシャを制御パラメータに用いる場合に比べ、制御性能が悪化し、追従性が悪くなるという課題がある。そこで、加速時間が短い場合でもより正確なイナーシャを求めることができる構成のエレベータ制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のエレベータ制御装置は、
エレベータを制御対象として制御するエレベータ制御装置において、
前記エレベータに設けられた電動機に対する速度指令が入力され、前記制御対象に対して想定されるモデル速度とモデルトルクとを、予め設定されたイナーシャ値を使用することによりモデル速度が前記速度指令に追従するように演算して求めるモデル演算部と、
前記電動機の実際の回転速度である実速度を検出する速度検出器と、
前記モデル演算部により算出された前記モデル速度と前記速度検出器により検出された前記実速度との速度偏差と所定の複数のパラメータとを使用して、誤差補償トルクを演算する補償演算部と、
前記モデル演算部により算出された前記モデルトルクと、前記補償演算部により算出された前記誤差補償トルクとから、トルク指令を算出するトルク指令算出部と、
前記電動機の発生トルクが前記トルク指令算出部により算出された前記トルク指令に一致するように前記電動機を制御し、駆動させるトルク制御器と、
前記モデル演算部により算出された前記モデル速度と前記速度検出器により検出された前記実速度との速度偏差に基づいて実際のイナーシャ値に対する前記設定されたイナーシャ値の誤差であって収束値に収束する前のイナーシャ誤差を示す中間値を算出し、算出された前記中間値に基づいて前記収束値である収束後のイナーシャ誤差を予測するイナーシャ誤差予測部と、
前記イナーシャ誤差予測部により予測された前記収束後のイナーシャ誤差を使用して、前記モデル演算部により使用される前記予め設定されたイナーシャ値を修正するパラメータ修正部と
を備えたことを特徴とする。【００１１】
前記イナーシャ誤差予測部は、
前記エレベータのかごの加加速状態と一定加速状態とが連続する期間における前記速度偏差の積分演算に基づいて前記中間値を算出する第１演算部と、
前記第１演算部により算出された前記中間値に基づいて、前記収束後のイナーシャ誤差を予測する第２演算部と
を備えたことを特徴とする。【００１２】
前記第２演算部は、
逆ラプラス変換を用いることにより、収束するべきイナーシャ誤差の値に対する前記第１演算部により算出され前記中間値の比率に相当する比率相当値を算出し、前記中間値と前記比率相当値とに基づいて前記収束後のイナーシャ誤差を予測することを特徴とする。【００１３】
この発明のエレベータ制御装置は、
エレベータを制御対象として制御するエレベータ制御装置において、
前記エレベータに設けられた電動機に対する速度指令が入力され、前記制御対象に対して想定されるモデル速度とモデルトルクとを、予め設定されたイナーシャ値を使用することによりモデル速度が前記速度指令に追従するように演算して求めるモデル演算部と、
前記電動機の実際の回転速度である実速度を検出する速度検出器と、
前記モデル演算部により算出された前記モデル速度と前記速度検出器により検出された前記実速度との速度偏差と所定の複数のパラメータとを使用して、誤差補償トルクを演算する補償演算部と、
前記モデル演算部により算出された前記モデルトルクと、前記補償演算部により算出された前記誤差補償トルクとから、トルク指令を算出するトルク指令算出部と、
前記電動機の発生トルクが前記トルク指令算出部により算出された前記トルク指令に一致するように前記電動機を制御し、駆動させるトルク制御器と、
前記モデル演算部により算出された前記モデル速度と前記速度検出器により検出された前記実速度との速度偏差であって前記エレベータのかごの加加速状態の期間における前記速度偏差に基づいて、実際のイナーシャ値に対する前記設定されたイナーシャ値の誤差であって収束値に収束後のイナーシャ誤差を予測するイナーシャ誤差予測部と、
前記イナーシャ誤差予測部により予測された前記収束後のイナーシャ誤差を使用して、前記モデル演算部により使用される前記予め設定されたイナーシャ値を修正するパラメータ修正部と
を備えたことを特徴とする。【００１４】
前記イナーシャ誤差予測部は、
加加速状態の期間における前記速度偏差に最終値定理を適用することにより、収束値に収束後のイナーシ誤差を予測することを特徴とする。【００１５】
前記イナーシャ誤差予測部は、
加加速状態の期間における前記速度偏差に逆ラプラス変換を適用することにより、収束値に収束後のイナーシ誤差を予測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明により、かごの加速度が収束する前の過渡応答中、あるいはかごが一定加速を行えないような状況においても正確なイナーシャを算出し、算出されたイナーシャを使用する追従性の良いエレベータ制御装置を提供することができる。
【発明を実施するため最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１〜図４を用いて実施の形態１のエレベータ制御装置１１０を説明する。本実施の形態１は、かごの加速度が収束する前の過渡応答中においても、その収束率（後述するＥＳ（ｔ））を算出することによって、より正確なイナーシャを素早く算出し、追従性良くエレベータかご運転するエレベータ制御装置１１０に関する。本実施の形態１のエレベータ制御装置１１０の特徴は、イナーシャ誤差予測部８０Ａである。特に、イナーシャ誤差予測部８０Ａの第２演算部８２ａが特徴である。第２演算部８２ａは、第１演算部８１ａから収束前の中間的なイナーシャ誤差を受けとり、収束後のイナーシャ誤差を予測する機能を有する。なお、実施の形態１における「過渡応答中」あるいは「過渡状態」とは、加加速時のみならず、一定加中においてもフィードバックが収束する前という意味である。
【００１８】
図１は実施の形態１のエレベータ制御装置１１０の構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１のエレベータ制御装置１１０の詳しい構成を示す図である。
【００１９】
図１に示すようにエレベータ制御装置１１０は、速度指令入力部１０、パラメータ設定部２０、モデル演算部３０、速度検出器４０、補償演算部５０、トルク指令算出部６０、トルク制御器７０、イナーシャ誤差予測部８０Ａ、パラメータ設定部９０を備える。イナーシャ誤差予測部８０Ａは、第１演算部８１ａと第２演算部８２ａとを備えている。トルク制御器７０は動力装置９５を制御し、速度検出器４０は動力装置９５の実速度ωＭを検出する。
【００２０】
図２を説明する。図２では、図１に示したパラメータ設定部２０は図示していない。
【００２１】
図２において、制御対象２００は、内部に動力装置９５と、当該動力装置のトルクを制御するトルク制御器７０と、当該動力装置の速度を検出する速度検出器４０と、負荷となる機械系２０１と、制御対象に加わる外乱トルクτＬ２０２とを含んでいる。
（１）速度指令入力部１０は、制御対象であるエレベータに設けられた動力装置（電動機）に対する速度指令を入力する。
（２）パラメータ設定部２０は、上記モデル演算部にあらかじめ想定されるイナーシャ値に基づいて演算に用いるパラメータを設定する。
（３）モデル演算部３０は、予め想定されるイナーシャ値ＪＡを元に、制御対象２００を速度指令ωｒｅｆに追従するために必要なトルクｑＡ（モデルトルクｑＡという場合がある）、そのトルクｑＡが）入力された場合に制御対象２００に想定される速度ωＡ（モデル速度ωＡという場合もある）を演算して出力する。すなわち、モデル演算部３０は、制御対象に対して想定されるモデル速度ωＡ及びモデルトルクｑＡを、モデル速度ωＡが速度指令ωｒｅｆに追従するように演算して求める。
（４）速度検出器４０は、上記動力装置（電動機）の回転速度である実速度を検出する。
（５）補償演算部５０は、モデル速度ωＡと実速度ωＭとの差に基づいて、誤差補償トルクｑｃを演算する。すなわち、補償演算部５０は、想定される速度ωＡと実際の速度ωＭとの速度偏差Ｅ、及びその積分値に、設定された比例ゲインＫｓｐ２、及び積分ゲインＫｓｉ２を乗じて補償値（誤差補償トルクｑｃ）を出力する。
（６）トルク指令算出部６０は、モデルトルクｑＡと誤差補償トルクｑｃとからトルク指令ｑｒを算出する。すなわち、トルク指令算出部６０は、モデル演算部５２からトルクｑＡを入力し、補償演算部５３から誤差補償トルクｑｃを入力し、制御対象に入力する指令トルクｑｒを決定する。
（７）トルク制御器７０は、動力装置９５（電動機）の発生トルクがトルク指令ｑｒに一致するように制御して動力装置９５を駆動させる。
（８）イナーシャ誤差予測部８０Ａの第１演算部８１ａは、想定される速度ωＡと制御対象２００の実速度ωＭとの偏差Ｅの積分値より、想定されたイナーシャＪＡと実際のイナーシャＪＭとの誤差（後述のΔＪＭ）を出力する。第２演算部８２ａは、第１演算部８１ａから収束前のデータを入力し、イナーシャ誤差ΔＪＭの収束予測値を算出する。
（９）パラメータ修正部９０は、第２演算部８２ａの出力に基づき、モデル演算部３０が使用する想定イナーシャＪＡ、及び補償演算部５０のゲインＫｓｐ２、Ｋｓｉ２を修正する。
【００２２】
（動作の概要）
図２を参照して、動作の概要を説明する。まず、制御対象は、トルク指令ｑｒが入力されて、内部において、トルク制御器７０によって、入力されたトルク指令ｑｒに一致するように電動機のトルクが制御される。これにより、電動機及び負荷となる機械系が駆動され、また、速度検出器４０により電動機の実速度ωＭが検出され、外部に出力される。すなわち、トルク指令ｑｒから実速度ωＭまでの伝達特性をＧ（ｓ）と記述する場合がある。
（１）まず、パラメータ設定部２０は、モデル演算部３０に、あらかじめ想定されるイナーシャ値ＪＡに基づいて、演算に用いるパラメータ（ＪＡ、ＫＳＰ１等）をモデル演算部３０、補償演算部５０に設定する。
（２）速度指令入力部１０は、制御対象であるエレベータに設けられた動力装置９５（電動機）に対する速度指令ωｒｅｆをモデル演算部３０に入力する。
（３）モデル演算部３０は、速度指令入力部１０から速度指令ωｒｅｆが入力されると、制御対象に対して想定されるモデル速度ωＡとモデルトルクｑＡとを、モデル速度ωＡが速度指令ωｒｅｆに追従するように演算し、モデルトルクｑＡ、モデル速度ωＡを出力する。
（４）速度検出器４０は、動力装置９５の実速度ωＭを検出し、出力する。
（５）補償演算部５０は、モデル演算部３０からモデル速度ωＡを入力すると共に、速度検出器４０から実速度ωＭを入力し、モデル速度ωＡと実速度ωＭの偏差Ｅに基づいて、誤差補償トルクｑｃを演算し、出力する。具体的には、比例制御器５１が、モデル速度ωＡと実速度ωＭの偏差Ｅに予め設定された比例ゲインＫｓｐ２を乗じた信号を出力し、また、積分制御器５２が、モデル速度ωＡと実速度ωＭの偏差Ｅに予め設定された積分ゲインＫｓｉ２を乗じて積分した信号を出力する。比例制御器５１の出力と、積分制御器５２の出力の和を誤差補償トルクｑｃとする。すなわち、ＰＩ（比例積分）演算が実行される。
（６）トルク指令算出部６０は、モデル演算部３０からモデルトルクｑＡを入力し、補償演算部５０から誤差補償トルクｑｃを入力し、モデルトルクｑＡと誤差補償トルクｑｃとからトルク指令ｑｒを算出し、出力する。すなわち、トルク指令算出部６０は、モデル演算部１０２で演算されたモデルトルクｑＡと誤差補償トルクｑｃの和をトルク指令ｑｒとして制御対象に入力する。このトルク指令ｑｒにより、制御対象１０１の機械系が駆動される。
（７）トルク制御器７０は、トルク指令算出部６０からトルク指令ｑｒを入力し、動力装置９５の発生トルクがトルク指令ｑｒに一致するように制御して動力装置９５を駆動させる。
（８）第１演算部８１ａは、モデル演算部３０により算出されたモデル速度ωＡを入力し、また、速度検出器４０により検出された実速度ωＭを入力し、モデル速度ωＡと実速度ωＭの速度偏差Ｅに基づいて、実際のイナーシャ値ＪＭに対する設定されたイナーシャ値ＪＡの誤差であって収束値に収束する前のイナーシャ誤差ΔＪＭを示す中間値を算出する。第２演算部８２は、算出された中間値に基づいて収束値である収束後のイナーシャ誤差を予測する。第１演算部８１ａ、第２演算部８２ａの詳しい動作は後述する。
（９）パラメータ修正部は、第２演算部８２ａにより予測された収束後のイナーシャ誤差を使用して、モデル演算部３０により使用される設定されたイナーシャ値を含む複数のパラメータと、補償演算部５０により使用される所定の複数のパラメータとを修正する。
【００２３】
（第１演算部８１ａによる処理：速度入力より速度偏差までの伝達関数）
次に、第１演算部８１ａの動作を説明する。第１演算部８１ａは、速度検出器４０から実速度ωＭを入力し、モデル演算部３０からモデル速度ωＡを入力し、実速度ωＭとモデル速度ωＡとを使用して演算する。図２において、エレベータが追従するべき速度指令ωｒｅｆから、巻上機（動力装置９５）の想定されたモデル速度ωＡ、実速度ωＭまでの伝達関数は次の式（１）のようにあらわせる。想定されるモデル速度ωＡについては式（１）となる。
【００２４】
【数２】
2010055555.tif 000004
【００２５】
また実速度ωＭについては式（２）となる。
【００２６】
【数３】
2010055555.tif 000005
【００２７】
ここで、モデルイナーシャＪＡ（想定されるイナーシャ）と、実際のイナーシャＪＭの誤差ΔＪＭとを導入すると、これらの関係は、次の式（３）で表せる。
【００２８】
【数４】
2010055555.tif 000006
【００２９】
モデル速度ωＡと実速度ωＭとの速度偏差Ｅは、次の式（４）となる。
【００３０】
【数５】
2010055555.tif 000007
【００３１】
（第１演算部８１ａによるイナーシャ誤差の同定方法）
入力を一定速度入力（ωｒｅｆ＝ｖ［ｍ／ｓ］）とした場合に、速度偏差Ｅの積分値は、最終値定理より、次の式（５）となる。
【００３２】
【数６】
2010055555.tif 000008
【００３３】
式（５）から、外乱τＬが一定値ＫＬである場合には、速度偏差Ｅの積分値は、「τＬ→ＫＬ／ｓ」により、ＫＬ／ＫＳｉ２に収束する。このことから、一定速中に速度偏差Ｅを観測することによって、外乱τＬの値を同定できる。そして、一定加速度入力（ωｒｅｆ＝αｔ［ｍ／ｓ２］）を加えた場合の定常偏差の積分は、最終値定理より次の式（６）となる。
【００３４】
【数７】
2010055555.tif 000009
【００３５】
式（６）により、外乱τＬが一定値ＫＬである場合には、速度偏差Ｅの積分の最終値は、一定の値に収束し、その値は、次の式（Ｂ）となる。
【００３６】
【数８】
2010055555.tif 000010
【００３７】
式（５）より一定途中に外乱の値τＬは同定でき、他のパラメータ（積分ゲインＫｓｉ２、指令速度α）は既知である。以上より、第１演算部８１ａは、エレベータのかごの加速中に、モデル演算部３０のモデル速度ωＡと速度検出器４０により検出される実速度ωＭの速度偏差Ｅを観測し、その積分値を演算することによってイナーシャ誤差△ＪＭを同定できる。そして、一定速中の速度偏差Ｅを観測することによって一定外乱τＬの値を固定できる。
【００３８】
（第２演算部８２ａによるイナーシャ誤差の収束値の予測方法）
上記までで，第１演算部８１ａにより算出されるイナーシャ誤差ΔＪＭは最終的にある値に収束するということを述べた。次に、第２演算部８２ａによって、収束前の過渡応答よりイナーシャの収束値を予測する方法について述べる。
【００３９】
ωｒｅｆを一定加速度入力（ｔ＝ｔ１時の加速度がαとなるような加加速度）とすると、速度偏差Ｅの積分値は、次の式（７）となる。
【００４０】
【数９】
2010055555.tif 000011
【００４１】
上式（７）の各係数をｂ１〜ｂ５とすれば、外乱τＬが一定値である時、速度偏差Ｅの積分値の時間応答は、式（７）を逆ラプラス変換して以下の式（８）として得られる。
【００４２】
【数１０】
2010055555.tif 000012
【００４３】
後述の式に使うため、式（８）の右辺をｆ（ｔ）とおく。式（８）において、ｓ１、ｓ２、ｓ３は速度指令入力ωｒｅｆから速度偏差Ｅまでの伝達関数の根である。この根を計算する際、実際の制御対象のイナーシャＪＭが必要となるが、予め設定されたイナーシャＪＡを用いても収束率に大きな違いはない。このため、ＪＭの代わりにＪＡを用いて計算が可能である。ここで、エレベータで使われている一定加加速〜一定加速入力のラプラス変換は次の式（９）で与えられる。
【００４４】
【数１１】
2010055555.tif 000013
【００４５】
以上により、一定加加速〜一定加速入力を加えた時の、速度偏差Ｅの積分の時間応答は次の式（１０）と表すことが出来る。
【００４６】
【数１２】
2010055555.tif 000014
【００４７】
式（１０）より、速度偏差Ｅの積分値は時間とともに収束し、その値はｂ４ｔ１であることがわかる。また、当然ながら、式（１０）におけるｂ４ｔ１は、計算すれば式（６）における収束値（次の式（Ｃ））と等しくなる。
【００４８】
【数１３】
2010055555.tif 000015
【００４９】
以上により、エレベータの「加加速〜加速時入力」を加えた際の任意の時間におけるイナーシャ誤差の過渡応答を算出可能であることから、収束前の速度偏差の積分値を観測することによって、収束後のイナーシャ誤差の値を求めることが可能であることがわかる。具体的にはイ、第２演算部８２ａは、次の式（１１）によって，エレベータのイナーシャＪＭを算出（予測）する。第１演算部８１ａにより算出される、「加加速〜一定加速時」の速度偏差の積分値をＥｓ（ｔ）、第１演算部８１ａにより算出される一定速中に測定した外乱の値をτＬとすれば、実際のイナーシャＪＭは次の式（１１）となる。
【００５０】
【数１４】
2010055555.tif 000016
【００５１】
図３を参照して、第１演算部８１ａ、第２演算部８２ａの動作を説明する。図３（ａ）は、イナーシャ誤差の収束状況を示す図である。図３（ａ）では、横軸が時間、縦軸がイナーシャ誤差を示している。図３（ｂ）は、速度線図を示している。図３（ｂ）では、横軸が時間、縦軸がエレベータの速度である。図３（ａ）に示すように、イナーシャ誤差は時間の経過に伴いある値に収束するが、第１演算部８１ａは、収束前の中間的なイナーシャ誤差ΔＪＭ（収束前）を算出する。この場合、収束前の中間的なイナーシャ誤差ΔＪＭ（収束前）とは、加加速〜一定加速時の速度偏差の積分値ＥＳ（ｔ)である。第１演算部８１ａは、図３（ａ）における「イナーシャ誤差ΔＪＭ（収束前）＝積分値ＥＳ（ｔ)」を算出する。第２演算部８２ａは、収束するべきイナーシャ誤差「ΔＪＭ（収束後）」に対する中間的なイナーシャ誤差「ΔＪＭ（収束前）」の比率に相当するｆ（ｓ）（比率相当値）を求める。ここで、ｆ（ｓ）は式（１０）の右辺の式である。第２演算部８２ａは、式（１０）の結果を用いることにより、式（１１）に示すように、収束前の中間的なイナーシャ誤差の中間値に相当する「速度偏差の積分値ＥＳ（ｔ)」を、この中間値（ＥＳ（ｔ)）が収束するべきイナーシャ誤差ΔＪＭ（収束後）に対する比率ｆ（ｓ）で割ることによって、収束値であるイナーシャ誤差ΔＪＭ（収束後）を算出（予測）する。
【００５２】
以上のように第２演算部８２ａは、逆ラプラス変換を用いることにより、式（１０）に示すように収束するべきイナーシャ誤差ΔＪＭ（収束後）の値に対する中間値の比率に相当する比率相当値ｆ（ｓ）を所定の計算手順に従って算出（式（１０））し、式（１１）によって、中間値ΔＪＭ（収束前）と比率相当値ｆ（ｓ）とに基づいて、収束後のイナーシャ誤差ΔＪＭ（収束後）を算出（予測）する。
【００５３】
（制御対象のイナーシャを算出する手順）
図４を参照して、制御対象のイナーシャを算出する手順を説明する。図４は速度指令値４を示すグラフである。横軸が時間ｔ、縦軸が速度Ｖである。速度指令値は、図３に示すように、加加速の期間である領域１、一定加速の期間である領域２、一定速の期間である領域３を持つ。
（１）図４に示す速度指令によってかごが運転された場合に、制御対象のイナーシャは、第１演算部８１ａ、第２演算部８２ａによる演算結果から得ることが出来る。すなわち、まず、パラメータ設定部２０によって予め設定されたパラメータで、「かご」を図４に示すような時間、速度で走行させる。そして、この際、第１演算部８１ａ、第２演算部８２ａの演算結果により、制御対象のイナーシャを得ることが出来る。
（２）第２演算部８２ａは、「一定加加速の領域１〜一定加速時の領域２」に第１演算部８１ａから受ける速度偏差の積分値より、外乱を含めたイナーシャ誤差を算出する。
（３）第１演算部８１ａは、一定走行中の領域３に外乱相当分を算出する。その後、外乱を含めたイナーシャ誤差から外乱相当分を除き、制御対象のイナーシャ値を得る。
【００５４】
以上のように、実施の形態１のエレベータ制御装置１１０は、中間的なイナーシャ誤差から収束後の収束後のイナーシャ誤差を予測するイナーシャ誤差予測部８０Ａを備えたので、背景技術の式（Ａ）が成りたたない過渡状態においても、正確なイナーシャ誤差を算出できる。これにより、追従性の良いエレベータ制御装置１１０を提供できる。
【００５５】
以上のように、実施の形態１のエレベータ制御装置１１０は、速度偏差の積分演算に基づいて収束前の中間的なイナーシャ誤差を算出する第１演算部８１ａから中間的なイナーシャ誤差（イナーシャ誤差相当のＥｓ（ｔ））を受けとり、収束後のイナーシャ誤差を予測する第２演算部８２ａを備えたので、背景技術の式（Ａ）が成りたたない過渡状態においても、正確なイナーシャ誤差を算出できる。これにより、追従性の良いエレベータ制御装置１１０を提供できる。
【００５６】
実施の形態２．
図５、図６を参照して実施の形態２のエレベータ制御装置１２０を説明する。実施の形態１のエレベータ制御装置１１０に対して、実施の形態２のエレベータ制御装置１２０は、イナーシャ誤差予測部８０Ｂが一つの第１演算部８１ｂのみを有し、第１演算部８１ｂが、加加速の領域１（図４）において、イナーシャ誤差を予測する点が異なる。図５は、エレベータ制御装置１２０の構成を示すブロック図であり、図１に対応する。図５は、図１に対して、イナーシャ誤差予測部８０Ｂが第１演算部８１ｂのみを備えた点が異なる。図６は、エレベータ制御装置１２０の詳しい構成を示す図であり、図２に対応する。図６は、図２に対して、イナーシャ誤差予測部８０Ｂが第１演算部８１ｂのみを備えた点が異なる。第１演算部８１ｂは、想定されたイナーシャＪＡと実際のイナーシャＪＭとの誤差をモデル速度ωＡと実速度ωＭとに基づいて計算し、一定加加速中の期間においてイナーシャ同定値の計算を終了する。
【００５７】
（速度指令ωｒｅｆの入力から速度偏差Ｅまでの伝達関数）
第１演算部８１ｂの動作を述べる。第１演算部８１ｂは、速度検出器４０から実速度ωＭを入力し、モデル演算部３０からモデル速度ωＡを入力し、イナーシャ誤差を演算する。図６において、エレベータが追従するべき速度指令ωｒｅｆから、巻上機（動力装置９５）の想定されたモデル速度ωＡ、実速度ωＭまでの伝達関数は次のようになる。すなわち、想定される速度ωＡは、実施の形態１の式（１）と同じである。実際の速度ωＭは、実施の形態１の式（２）と同じである。また、モデルイナーシャＪＡと実際のイナーシャＪＭの誤差ΔＪＭを導入した場合のこれらの間の関係式は、実施の形態１の式（３）と同じである。また、速度偏差Ｅについても、実施の形態１の式（４）と同じである。
【００５８】
次に、前記の式（４）は、最終値定理より、次の（２１）式となる。
【００５９】
【数１５】
2010055555.tif 000017
【００６０】
式（２１）により、外乱τＬが一定値であれば速度偏差はある値に収束し、その値は次の式（２２）となる。
【００６１】
【数１６】
2010055555.tif 000018
【００６２】
この式（２２）から、一定加加速中に速度偏差を観測することによって、イナーシャ誤差ΔＪＭを同定することが可能である。
【００６３】
以上のように、イナーシャ誤差予測部８０Ｂは、加加速状態の期間における速度偏差Ｅに最終値定理を適用することにより、収束値に収束後のイナーシ誤差を予測する。
【００６４】
（制御対象のイナーシャ算出手順）
次に、実施の形態２の場合に、制御対象のイナーシャを算出する手順について示す。制御対象のイナーシャは、まずパラメータ設定部によって予め設定されたパラメータでかごを図４（速度指令図）に示すような時間、速度で走行させた際の、一定加加速の領域１にイナーシャ誤差演算部が受け取る速度偏差より、制御対象のイナーシャ値を得る。この際、一定加速の領域２以降は実際に走行できなくても、イナーシャ誤差演算部は、すでに計算を終え、実際のイナーシャ値を同定できているため、何らかの理由により加速ができずに停止してしまうような場合においてもイナーシャ同定が可能である。なお、この「制御対象のイナーシャ算出手順」は次に述べる実施の形態３も同じである。
【００６５】
以上のように、実施の形態２のエレベータ制御装置１２０は、加速加速状態においてイナーシャ値を同定する第１演算部８１ｂを備えたので、正確なイナーシャ誤差を算出できる。これにより、追従性の良いエレベータ制御装置１２０を提供できる。
【００６６】
実施の形態３．
図７、図８を参照して実施の形態３のエレベータ制御装置１３０を説明する。実施の形態２のエレベータ制御装置１２０では、速度偏差Ｅの最終値を用いることによって、加加速の領域１におけるイナーシャ誤差が同定可能であることを述べた。しかし、走行途中で止まってしまうなど、十分にイナーシャ誤差が収束しない場合も考えられる。この場合には、イナーシャ誤差の収束値を予測する第２演算部８２ｃを別途設けることによって、イナーシャ同定を可能とする構成である。
【００６７】
図７は、エレベータ制御装置１３０の構成を示すブロック図であり、構成は図１と同じであるが、エレベータ制御装置１１０とエレベータ制御装置１３０とでは、第１演算部８１ａ、第２演算部８２ａと第１演算部８１ｃ、第２演算部８２ｃとの処理内容が異なるため、図１とは別に示した。また、図８は図２に対応する図であるが、図７と同様の理由により、図２とは別に示した。
【００６８】
図７は、図８は、図５、図６のエレベータ制御装置１２０に対して、第２演算部を加えた構成である。
【００６９】
図８を参照して説明する。図８において、第１演算部８１ｃは、モデル速度ωＡと制御対象の実速度ωＭとの速度偏差Ｅより、想定されたイナーシャＪＡと実際のイナーシャＪＭの差ΔＪＭを出力する。また、第２演算部８２ｃは、第１演算部８１ｃから収束前の出力を受け、イナーシャ誤差の収束予測値を算出する。パラメータ設定部９０は、第２演算部８２ｃの出力に基づき、モデル演算部３０の想定イナーシャＪＡ、及び補償演算部５０のゲインを修正する。
【００７０】
（速度偏差の過渡応答）
以下動作を説明する。実施の形態１に示した式（４）より、一定加加速中入力（加加速度＝α／ｔ１［ｍ／ｓ＾３］）の際の速度偏差Ｅの過渡応答は、次の式（３１）のようになる。
【００７１】
【数１７】
2010055555.tif 000019
【００７２】
但し、ｓ１〜ｓ３は制御系の極である。
次の式（３２）に、ｓ１〜ｓ３を示す。
【００７３】
【数１８】
2010055555.tif 000020
【００７４】
式（３１）を逆ラプラス変換して時間領域の式に直すと次の式（３３）となる。
【００７５】
【数１９】
2010055555.tif 000021
【００７６】
但し、式（３３）において、ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ２は式（３１）の係数、ｕ（ｔ）は単位ステップ関数である。
【００７７】
ｓ１〜ｓ３を求めるには実際のイナーシャ値ＪＭが必要となる。しかし、収束率を求める際には想定されるイナーシャ値ＪＡを用いても大きな差は出ないため、ＪＭの代わりにＪＡを用いて式（３３）の収束率を算出することが可能である。また、ａ１〜ａ４は既知であり、外乱ＴＬによる影響は一定値であればほぼ同じ収束率で０へと収束することから、式（３３）を用いて速度偏差Ｅの時間応答の収束率ζを算出することが可能である。
収束値は次の式（３４）である。
【００７８】
【数２０】
2010055555.tif 000022
【００７９】
このことから、ある時間における速度偏差がＥ（ｔ）であり、収束率がζ（ｔ）であれば、次の式（３５）によってイナーシャ誤差を算出することができる。
【００８０】
【数２１】
2010055555.tif 000023
【００８１】
以上のように、イナーシャ誤差予測部８０Ｃは、加加速状態の期間における速度偏差に逆ラプラス変換を適用することにより、収束後のイナーシ誤差を予測する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施の形態１におけるエレベータ制御装置１１０の構成を示すブロック図。
【図２】実施の形態１におけるエレベータ制御装置１１０の詳しい構成を示す図。
【図３】実施の形態１における第１演算部８１ａ、第２演算部８２ａの動作を説明する図。
【図４】実施の形態１におけるエレベータの速度指令値を示す図。
【図５】実施の形態２におけるエレベータ制御装置１２０の構成を示すブロック図。
【図６】実施の形態２におけるエレベータ制御装置１２０の詳しい構成を示す図。
【図７】実施の形態３におけるエレベータ制御装置１３０の構成を示すブロック図。
【図８】実施の形態３におけるエレベータ制御装置１３０の詳しい構成を示す図。
【図９】従来技術を示す図。
【符号の説明】
【００８３】
Ｅ  速度偏差、ωＭ  実速度、ωＡ  モデル速度、τＬ  外乱トルク、ｑＡ  モデルトルク、ｑｃ  誤差補償トルク、ｑｒ  トルク指令、１  加加速、２  加速、３  一定速、４  速度指令値、１０  速度指令入力部、２０  パラメータ設定部、３０  モデル演算部、４０  速度検出器、５０  補償演算部、６０  トルク指令算出部、７０  トルク制御器、８０  イナーシャ誤差予測部８０、８１  第１演算部、８２  第２演算部、９０  パラメータ修正部、９５  動力装置、１１０，１２０，１３０  エレベータ制御装置、２００  制御対象、３０１  巻上機、３０２  速度検出器、３０３  実速度、３１０  商用電源、３２０  コンバータ、３３０  インバータ、３４０  制御器、３５０  かご、３６０  カウンタウェイト。
【図１】
2010055555.tif 000024
【図２】
2010055555.tif 000025
【図３】
2010055555.tif 000026
【図４】
2010055555.tif 000027
【図５】
2010055555.tif 000028
【図６】
2010055555.tif 000029
【図７】
2010055555.tif 000030
【図８】
2010055555.tif 000031
【図９】
2010055555.tif 000032
【国際調査報告】
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