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多部电梯群控系统控制算法优化设计说明.doc
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多部电梯群控系统控制算法优化设计说明.doc
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多部电梯群控系统控制算法优化
摘 要
智能楼宇的普与,使电梯群组控制技术得到飞速发展。电梯系统在安全便捷
的基础上更追求乘坐的舒适度,向高效节能发展。促进群控算法不断革新,优化
建筑物通流的调度方案。电梯系统因自身具有多变量、非线性和随机性等特点,
用传统方法较难控制。本文采用多目标规划方法实现多部电梯群组系统控制算法
优化,优化电梯交通系统调度方案。首先比较当前主流控制算法,分析电梯群控
系统交通流模式。再建立电梯群控系统数学模型,分别在上行高峰、下行高峰、
随机客流和空闲交通模式下进行函数分析,分配性能指标权重,得出相应调度规
则。最后将系统模型用 系统仿真,验证系统调度方案,证明多目标规划
算法对多部电梯群组系统调度方案有所提高。
关键词:电梯群控,算法优化,交通模式,调度,仿真
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目 录
第2章 当前EGCS技术...................................................................8
4.3.2 EGCS模型的初步理论参数设定....................................32
5.3.1 数学模型的基本性能验证.............................................52
外文资料翻译..............................................................................64
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前 言
上世纪的科技革命促使摩天大楼几乎遍与全 世界,计算机的工业化也
使楼宇向智能化迈进。电梯的发展从计电器控制到高复杂的集成电路控制,
楼宇中的交通实现了半自动到全自动的发展。电梯能更有效的发挥高层建筑
优越性能,提高单位土地面积利用率,减缓高密度人口居住压力。相比低层
建筑,高层大楼容纳更多人员,传统单一电梯很难满足交通需求。现代楼宇
中一般多部电梯同时运转,为乘客提供更高效的服务。
如果看待楼宇中多部电梯仅为单部电梯的简单的数量积累,那么势必造
成乘客时间和交通资源的浪费。很可能某部电梯客流拥堵造成乘梯时间过长
而其它电梯却处于空闲状态;而乘客为快速到达目的楼层但又缺乏判断电梯
实际运行情况同时按下多部电梯,造成呼叫信息误输入反而降低电梯服务质
量。因此,采用电梯群组控制,整体考虑各部电梯实际运行情况和呼叫信息
分配合理调度方案。电梯的快速发展也促进电梯群控理论不断更新换代以满
足人们更高的要求,使人们将电梯群控算法向多学科交叉领域、高复杂计算
领域以与新兴科技领域迈进。例如,在传统经验基础上借助计算机复杂运算
的专家系统控制方法;依靠生物科学演化原理和近代生命科学发展而来的遗
传算法;根据人类脑科学和大数据处理技术发展的神经网络等。很多算法刚
刚探索,还有很多方法有待人们继续寻求。其外,多部电梯群组控制的目的
性较强,而生活中有多种电梯,如摩天大厦中穿越云层的观光电梯;大型无
人工厂的全自动货运电梯;医院专用的医用电梯;商业住宅楼中最常见的住
宅电梯和特定环境专用电梯等。不同控制要求有不同控制方式。而实质上,
无论哪种电梯群控方式,都是为了节约乘客宝贵时间、减少不必要能源消耗
为目,提高电梯系统服务质量。本文以研究典型建筑物交通模式为基础,建
立数学模型。在实际中,对于一些特定电梯只是本文研究的特例,加大某些
参数对系统的影响就得到相应特定电梯的控制方案。电梯群控算法都是提出
一种更优良的调度方案,合理分配各影响参数对系统影响的权重。本文研究
的意义也就是在不改变硬件条件下,改变调度方案,提高电梯服务质量。
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第/章 多部电梯系统概述
/$/电梯群控的发展背景
/$/$/电梯发展史
自/0世纪12年代公司成功安装一台直接连接式升降机,电梯便从
此诞生了。从问世以来,电梯已经几乎遍与全球的每座城市的绝大多数楼宇
在数百年的发展改进中,电梯经历了从驱动方式到控制方法的无数次变革。
在电梯问世初期因控制方便,在动力驱动方面电梯一般采用直流电机驱动控
制;随着电机驱动理论的发展,交流电梯取代了直流电机;在调速驱动方面
初期电梯受到控制器和直流电机的限制基本采用齿轮调速驱动控制;随着电
力电子和交流电的发展使交流调压调速(33)取代了机械调速系统,变
压和变流调速相继而生,在此基础上发展到现如今已经普遍采用的变压变频
调速(333,)调速系统,使电梯调速系统更灵活增加可调性;在电梯控制
方面,电梯发展初期控制理论还不成熟,电梯控制只是使用简单的向预选控
制,基本没有过多逻辑运算;而现代电梯控制算法更多的将复杂控制融入器
中,其调度指令计算的复杂程度已远超乎前人的想象。到电梯群组控制等阶
段
4/5
。通过不断改进,在缩短电梯候乘时间、降低点体能耗等方面分别在不
断改进,实现电梯运行优化
465
。随电力电子发展的电机调速控制技术、随计
算机普与发展的微控制技术带给电梯一次又一次改革。随着电梯硬件向复杂
逻辑电路迈进,电梯的控制算法也推出新,全新的控制算法往往配合一个或
多个更高复杂程度的电梯硬件电路组合。在此期间,电梯作为人类出行的必
备伙伴也更人性化,向更高效、更安全、更节能、低噪音、低误差发展。
/$/$6多部电梯控制技术历史由来与后期发展
经过上百年的创新,电梯从/0世纪一开始的手动控制到/1世纪半自动
控制,工作人员从原来专业司机人员值守到一般服务员的开关门工作。到
/1世纪72年代,继电器理论成熟,促使电力机械式继电器在电梯轿厢中广
泛应用,这种全自动控制电梯的问世才替代了服务员们的值守。到上世纪
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