关门

开门

ｎ

ｎ１

０

（

Ｖ７）ｎ７

ｎ６

Ａ

Ｂ

ｎ５

ｎ２

ｎ３

Ｃ

Ｄ

ｎ４

ｎ４

Ｅ

Ｆ

Ｌ

Ｇ

图

４ 门机运行曲线

＋

－

ｒ

ＦＦ

ｕ

ｐ

受控对象

ｙ

ｐ

ε

＋

－

ＦＦ

自适应机构

参考模型

ｙ

ｍ

图

３ 参数自适应控制系统结构图

ｂ

ｄａ

ｄｔ

（

ｔ）

０

－ ｂ

ｔ

ｔ

ｔ

ａ（ｔ）

０

ｖ（ｔ）

０

ｔ

１

ｔ

２

ｔ

３

图

１ 加速过程的 Ｓ 曲线

・

３０・

电 气 传 动 自 动 化

２００６ 年 第 １ 期

３．２ 自适应控制

自适应控制系统的结构如图

３ 所示。前馈控制

器

ＦＦ 和反馈控制器 ＦＢ 的参数是可变的，由自适

应控制根据参考模型与实际系统响应的差值来调
整，

以保证二者响应趋于一致。

３．３ 控制系统模型

受控对象的数学模型为：

ｘ+

ｐ

＝Ａ

ｐ

ｘ

ｐ

＋Ｂ

ｐ

ｕ

ｐ

ｙ

ｐ

＝Ｃｘ

ｐ

!

（

１）

式中：

ｘ

ｐ

、

ｕ

ｐ

、

ｙ

ｐ

分别是受控对象的状态向量、控制向

量和输出向量；

Ａ

ｐ

、

Ｂ

ｐ

、

Ｃ 分别是具有相应维数的矩

阵。

在选定参考模型时，一般都令其与被控对象具

有相同的结构形式，

而它的参数则可以根据系统设

计要求选定。因此参考模型可设为：

ｘ+

ｍ

＝Ａ

ｍ

ｘ

ｍ

＋Ｂ

ｍ

ｒ

ｍ

ｙ

ｍ

＝Ｃｘ

ｍ

!

（

２）

式中：

ｘ

ｍ

、

ｙ

ｍ

、

ｒ

ｍ

分别是参考模型的状态向量、输出

向量和输入向量；

Ａ

ｍ

、

Ｂ

ｍ

分别是具有相应维数的代

表希望性能的矩阵。

系统广义输出误差方程：

ε

＝ｙ

ｍ

－ ｙ

ｐ

（

３）

式中：

ｙ

ｍ

为模型的输出，

ｙ

ｐ

为可调系统的输出。

系统的广义状态误差方程：

ｅ＝ｘ

ｍ

－ ｘ

ｐ

（

４）

式中：

ｘ

ｍ

为模型的状态矢量，

ｘ

ｐ

为可调系统状态矢

量。

由上式可得广义误差运动方程为：

ｅ+＝Ａ

ｍ

ｅ＋（Ａ

ｍ

－ Ａ

ｐ

）

ｘ

ｐ

＋Ｂ

ｍ

ｒ－ Ｂ

ｐ

ｕ

ｐ

（

５）

按照系统的工作原理，

可调系统和参考模型之

间的广义误差完全代表了模型参考自适应控制系
统运动状态。

自适应控制使等效误差的解 ε、

ｅ 越小越好，

即：

ＭｉｎＪ ＝Ｍｉｎ

１
２

ｔ

１

ｔ

０

"

ε

Ｔ

ε

ｄｔ 或

ｌｉｍ

ｔ→∞

ｅ＝０

（

６）

可以采用不同的设计方法，如参数局部优化、

稳定性设计，

以满足相应的自适应控制规律。

３．４ 门机开关的运行曲线

在电梯门机正常运行过程中，电机加减速的

Ｓ

曲线会因系统参数的不同而变化。

本文将整个电梯

门机的运行过程，分为

７ 个 Ｓ 曲线加减速过程，如

图

４ 所示。其速度特性各不相同，因此系统采用自

适应控制原理，

对每个过程根据电梯门机运行实际

情况，产生一组辅助速度值参与计算，以校正实际
Ｓ 曲线与理想 Ｓ 曲线的差别。

图

４ 所示为电梯门机运行曲线，图中纵坐标表

示运行速度，

横坐标表示行程。横坐标上方为关门

运行曲线，

下方为开门运行曲线。

图

２ 加速曲线与减速曲线

ｖ（ｔ）

减速曲线

ｔ

０

ｔ

１

ｔ

２

ｔ

３

ｔ

加速曲线

０