基于音圈电机的电梯水平振动主动控制的研究

摘要

随着电梯运行速度越来越快，电梯的振动也越来越显著。电梯运行中振动的加剧会对乘员的舒适性造成严重影响。电梯振动分为水平方向和垂直方向，其中水平方向的振动与导轨直线度、导轮的圆度、轿厢的重心位置等因素有关。其中导轨的起伏是造成电梯水平方向振动的主要原因。为了降低电梯运行中的振动，提高乘员的舒适性，需要对电梯的振动，特别是水平方向的振动进行抑制。
　　抑制振动可以通过减少振源的方式来进行，当振源无法降低时，需要采取振动控制的方法来降低振动，振动的控制可分为被动控制、半主动控制和主动控制。被动控制使用传统的减振器和类似的方法来降低振动信号的传递，但是被动控制的效果有限。半主动控制中减振器的参数可以实时调节，因此抑振效果有所改善。主动控制根据控制理论，通过传感器检测到的振动信号，采用适当的控制策略，使用主动控制的方法对振动进行抑制，从而相比于被动控制，能够进一步提高振动控制的效果。
　　本文采用主动控制的振动抑制方法，首先对电梯的振源和水平振动机理进行分析，建立起电梯的四分之一数学模型，然后对作为作动器的音圈电机进行建模分析，并以反馈控制作为控制策略，选取适当的反馈放大倍数，在Simulink仿真环境下验证振动抑制的效果。最后以嵌入式DSP作为处理器，设计控制器，在缩小尺寸的振动实验平台下进行相关实验，验证振动主动控制的实际效果。
　　通过仿真和实验，说明使用反馈控制策略可以明显地降低振动的传递，能够达到预期的控制效果。

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第一章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2振动与隔振

1.3电梯水平振动主动控制的研究现状

1.4本文研究内容与结构设置

第二章 电梯水平振动数学模型

2.1振源特征

2.2电梯结构

2.3四分之一电梯模型及仿真

2.4本章小结

第三章 电梯水平振动控制策略研究

3.1振动主动控制策略

3.2振动主动控制系统模型

3.3控制策略的频域分析

3.4本章小结

第四章 作动器研究

4.1音圈电机的数学模型

4.2音圈电机的安装和选型

4.3音圈电机仿真

4.4控制方案仿真研究

4.5本章小结

第五章 电梯水平振动实验研究

5.1实验系统结构

5.2硬件设计

5.3实验结果

5.4本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读工程硕士期间发表的学术论文

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