　第

卷第

期

2007

年

月

上海交通大学学报

J OU RNAL O F S HAN GHA I J IAO TON G U N IV ERSIT Y

Vol . 41 No . 4

Ap r . 2007

收稿日期

:2006

作者简介

冯永慧

(1974

) ,

女

山东沂水人

博士生

研究方向为机电控制及自动化

张建武

(

联系

) ,

男

教授

博士生导师

电话

( Tel . ) :021

34206541 ; E

mail :jwuzhang @sjt u. edu. cn

　　文章编号 :1006

22467 (2007) 0420557204

高速电梯水平振动模型的建立与仿真

冯永慧

　张建武

(上海交通大学机械与动力工程学院 ,上海 200240)

摘　要 : 为了研究电梯的水平振动 ,基于刚体动力学理论 ,建立了电梯轿厢水平振动的空间动力学
模型 ,把电梯轿厢的运动分解为平动和绕质心的转动 ,根据牛顿运动定律和欧拉方程给出了微分方
程. 以实测导轨激励作为输入信号对模型进行了仿真 ,仿真所得振动加速度响应及其功率谱密度与
实测结果吻合程度较高 ,证明了该模型的建立是成功的.
关键词 : 电梯 ; 水平振动 ; 刚体动力学
中图分类号 : T H 211 　　　文献标识码 : A

The Mo deling and Simulation of Horizontal

Vibrations for High

sp ee d Elevator

F E N G Yon g

h ui ,

Z H A N G J i an

w u

( School of Mechanical Eng. , Shanghai J iaoto ng U niv. ,Shanghai 200240)

Abstract : To research t he ho rizo ntal vibratio ns of high

2speed elevator , a space dynamic model of elevator

cage wa s developed ba sed o n t he t heo ry of rigid bo dy dynamics. The motio n of t he elevato r cage i s resolved

into t ranslatio n and rotatio n ro und t he mass center of t he cage. Motio n equatio ns of t he cage are given ac

co rding to Newto n’

s seco nd law of motio n and Euler equatio ns. Simulatio n i s executed using t he mea sured

guide rail unevenness data. The simulatio n result s of t he ho rizo ntal acceleratio n and t he po wer spect ral

densit y are identified wit h t he testing result s , which verif y t he co rrect ness of t he mo del .

Key wo rds : elevato r ; ho rizo ntal vibratio ns ; rigid bo dy dynamics

　　电梯在运行过程中 ,由于受导轨不平度等因素

的影响而产生水平振动

[ 1

～

4 ]

. 为适应高层和超高层

建筑的需要 ,电梯不断向高速发展 ,速度的提高使得
电梯的振动加剧 ,影响了乘坐舒适性以及电梯的使
用寿命 ,高速电梯的水平振动控制成为一项重要课
题. 为了研究电梯的水平振动 ,首先要建立电梯的水
平振动模型. Ut sunomiya 等人建立了四自由度的电
梯水平振动模型

[ 1 ,3 ]

. 李立京等

[ 5 ]

建立了二自由度的

电梯水平振动模型 ,在此基础上分析了电梯导轨对

振动的影响. 傅武军

[ 6 ]

等建立了一个空间五自由度

的电梯水平振动模型. 以上模型均采用了线性微分
方程来描述电梯的水平振动. 电梯沿着导轨上下运
行的过程中 ,同其他任何刚体一样可以产生六自由
度的运动 ,以上的线性模型无法考虑各种运动形式
之间的耦合 ,不能对水平振动作出精确预报. 本文根
据刚体动力学理论 ,建立了电梯轿厢六自由度的数
学模型以及导轮的数学模型 , 对模型进行了仿真
分析.