エレベータ
【課題】エレベータの巻上機の駆動に伴って伝達される振動を低コストで高精度に抑制する。
【解決手段】実施形態によれば、巻上機と、前記巻上機を支持する支持部材と、前記巻上機から前記支持部材に作用する加振力を演算する加振力演算手段と、前記加振力演算手段による演算結果から、前記巻上機の駆動によって複数の振動モードの振動が発生する前記支持部材の各箇所の振動量を演算する振動量演算手段と、前記支持部材の振動状態を表す振動モデルに最適制御理論を適用して得られるフィードバックゲインを前記振動量演算手段により演算した各箇所の振動量に乗算することで前記支持部材に与える制振力の最適値を演算する制振力演算手段と、前記支持部材に設置され、前記制振力演算手段によって演算した制振力を当該支持部材に与える少なくとも１個の制振装置とをもつ。
【解決手段】実施形態によれば、巻上機と、前記巻上機を支持する支持部材と、前記巻上機から前記支持部材に作用する加振力を演算する加振力演算手段と、前記加振力演算手段による演算結果から、前記巻上機の駆動によって複数の振動モードの振動が発生する前記支持部材の各箇所の振動量を演算する振動量演算手段と、前記支持部材の振動状態を表す振動モデルに最適制御理論を適用して得られるフィードバックゲインを前記振動量演算手段により演算した各箇所の振動量に乗算することで前記支持部材に与える制振力の最適値を演算する制振力演算手段と、前記支持部材に設置され、前記制振力演算手段によって演算した制振力を当該支持部材に与える少なくとも１個の制振装置とをもつ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、巻上機の駆動により乗りかごを昇降動作させるエレベータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレベータの巻上機の振動が、複数の伝達経路から乗りかごのガイドレールや巻上機支持部材や機械室床を介して居室へ伝達することで居室騒音が発生する場合がある。特に、エレベータが建物内に併設される場合、巻上機の駆動による振動がエレベータに隣接する居室に伝達することで騒音問題の原因となる場合がある。
【０００３】
エレベータの巻上機の振動からなる居室騒音を低減するために、ガイドレール支持装置とガイドレールとの間に加振器を設置した上で、巻上機支持部材からガイドレールを介して伝達する振動を検出し、加振器から巻上機の振動と逆位相の振動を発生させて、巻上機から伝達される振動を抑制するものがある。
【０００４】
また、巻上機支持部材に振動検出装置およびアクティブ制振装置を設置し、制御装置が、振動センサで検出される振動に基づき、アクティブ制振装置を介して検出振動と逆位相の振動を巻上機支持部材に与えることにより振動を抑制するものがある。
これらの手法では、少なくとも１つ以上の振動検出装置を必要とするが、この振動検出装置は高価であるため、制御システムのコストが高くなる。
【０００５】
また、超音波モータの制御において、このモータの回転数に応じてモニタ電圧に補正値を加算し、この値の変化に応じてモータの駆動周波数を制御することで、外部からの負荷等で周波数が変化しても最適な駆動周波数で駆動して、モータの異音を防止するものがある。
【０００６】
また、ボリゴンモータの回転速度を利用したクロック信号を用いることで、解像度の変化に対応してモータの回転速度を切り替え、解像度の切り替えを容易に行えるようにしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−６０２８５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９７１８０号公報
【特許文献３】特開平４−８７５７９号公報
【特許文献４】特開平３−２９０６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、エレベータの巻上機の振動は、乗りかごの昇降速度を加減速する際に発生し、その振動周波数は乗りかごの走行速度、つまり巻上機の回転数に応じて変化する。一般に、巻上機の支持部材は、複数のＨ型鋼などのチャンネル材の組み合わせから構成され、この支持部材の上に巻上機本体やロープそらせシーブなどが配置される。
【０００９】
支持部材を構成する各チャンネル材の振動は、通常の多自由度振動で表される有限の共振周波数を持つ振動ではなく、連続体として理論上無限の共振周波数を有し、その運動方程式は波動方程式で表現する必要がある。
【００１０】
そのため、巻上機から主に検出される数十〜数百Ｈｚの周波数の中に、複数の共振周波数とそれぞれの共振モードが存在する。従って、巻上機の駆動に伴い、各チャンネル材が有する複数の振動周波数が励振されて、その振幅が増大する。
【００１１】
前述した、連続体のどこか１箇所の質点に生じる振動モードの振動成分を抑制する方法では、１つの振動モードしか存在しない場合には、その振動成分を制振すれば良いので制振効果が大きい。しかし、連続体のように多数の質点から発生する振動モードの中から、１つの質点に生じる振動モードの振動成分に対して制振力を作用させた場合、当該振動成分を抑制することができるが、逆に、他の質点に生じる振動モードの振動成分が大きく共振し、あるいは制振作用を受けない多数の振動モードが存在するので、機械室などに隣接する居室の振動や騒音を効果的に低減できない。また、各振動モードで振動の大きい箇所の振動量を制御するために、複数の振動検出装置が必要となるため、コストが高くなる。
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、巻上機の駆動に伴って伝達される振動を低コストで高精度に抑制するエレベータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
実施形態によれば、巻上機と、前記巻上機を支持する支持部材と、前記巻上機から前記支持部材に作用する加振力を演算する加振力演算手段と、前記加振力演算手段による演算結果から、前記巻上機の駆動によって複数の振動モードの振動が発生する前記支持部材の各箇所の振動量を演算する振動量演算手段と、前記支持部材の振動状態を表す振動モデルに最適制御理論を適用して得られるフィードバックゲインを前記振動量演算手段により演算した各箇所の振動量に乗算することで前記支持部材に与える制振力の最適値を演算する制振力演算手段と、前記支持部材に設置され、前記制振力演算手段によって演算した制振力を当該支持部材に与える少なくとも１個の制振装置とをもつ。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態におけるエレベータの機械室に設置される巻上機およびその周辺の構造の一例を示す側面図。
【図２】実施形態におけるエレベータの機械室に設置される巻上機およびその周辺の構造の一例を示す側面図。
【図３】実施形態におけるエレベータの巻上機に取り付ける制御装置の機能構成の一例を示す図。
【図４】実施形態におけるエレベータの制振制御の処理動作の一例を示すフローチャート。
【図５】実施形態におけるエレベータの巻上機支持部材の３質点モデルの一例を示す図。
【図６】実施形態におけるエレベータのＬＱＲ制御を用いた制振制御による周波数−振動数特性の一例を示す図。
【図７】実施形態におけるエレベータのかご位置に基づいた制振制御のＯＮ／ＯＦＦの切り替えの形態の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１および図２は、実施形態におけるエレベータの機械室に設置される巻上機およびその周辺の構造の一例を示す側面図である。
図１に示すように、実施形態におけるエレベータの機械室は、昇降路上部の機械室を形成するための仕切りとなる機械室床１を有する。この機械室床１上の所要の例えば４箇所には、それぞれ基礎鉄骨２と基礎部材３が連ねた状態で立設される。
【００１６】
そして、基礎部材３には、防振ゴム４を介在させて、一般的にマシンベースなどと呼ばれる支持部材５が支持される。本実施形態では、４つの基礎部材３の２つずつに対して、２つの支持部材５が平行に並ぶように支持される。
【００１７】
さらに、支持部材５には防振ゴム６を介して当該支持部材５よりも短尺のマシンヘッドとなる支持部材７が支持される。本実施形態では、２つの支持部材５のそれぞれに対して２つの支持部材７が平行に並ぶように支持される。
なお、支持部材５は下位支持部材とも呼称され、支持部材７は上位支持部材とも呼称される。
【００１８】
本実施形態では、巻上機８は、２つの上位支持部材７に架け渡すように設置される。巻上機８の回転軸に連結される図示しないシーブにはメインロープ９が架け渡される。メインロープ９の一端部には機械室床１の開口部１ａを通って図示しない乗りかごが吊下げられる。メインロープ９の他端部には機械室床１の別の開口部１ａを通って、図示しないつりあい重りが吊下される。また、機械室は、居室壁１０により居室１１と区切られる。
【００１９】
従って、巻上機８の駆動によって生じる振動は、上位支持部材７、防振ゴム６、下位支持部材５、防振ゴム４、基礎部材３、機械室床１の基礎鉄骨２を介して機械室床１あるいは機械室近傍の居室１１に伝達する構造となっている。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態では、あらかじめ実施する加振試験のための複数の振動検出装置２０が一時的に設置される。
図１に示すように、振動検出装置２０は、加振試験の開始から終了までの間、各基礎部材３に支持される下位支持部材５の両端側近傍に設置される。
また、図１に示すように、巻上機８の駆動による居室１１への振動や騒音を抑制する制振制御系として、振動検出装置２０が設置される下位支持部材５の任意の箇所に少なくとも１個の制振装置２１が設置される。
【００２１】
振動検出装置２０が加速度センサである場合、この振動検出装置は、数十箇所に設置され、巻上機８を加振器として駆動したときの振動量を検出する。なお、連続体の場合には多次数の振動モードが存在するので、振動検出装置２０は、共振が生じている全次数の振動モードの発生箇所に設置するのが望ましいが、少なくとも共振の大きな振動モードを選択して設置する形態であっても良い。
【００２２】
また、図２に示すように、振動検出装置２０は、上位支持部材７における巻上機８の設置箇所近傍に設置してもよい。この場合、制振装置２１の設置形態は、振動検出装置２０が設置される上位支持部材７の任意の箇所に少なくとも１個の制振装置２１を設置する形態であればよい。以下、制振対象が図１に示した下位支持部材５である場合についての制振の手順について説明する。
【００２３】
予め行った加振試験では、巻上機８の加振力時刻歴データと、複数振動モードのうち共振の振動値が基準値以上の箇所に設置した複数の振動検出装置２０の時刻歴応答データを得て、これらのデータから巻上機支持部材の振動モデルを同定する。振動モデルの同定の詳細については後述する。
【００２４】
図３は、実施形態におけるエレベータの巻上機に取り付ける制御装置の機能構成の一例を示す図である。
本実施形態では、加振試験の終了後に、振動検出装置２０を取り外すし、制御装置２２を制振装置２１に取り付ける。
制御装置２２は、予め実施した加振試験の結果から算出した連続体に生じる多次数の振動モードの振動状態を近似的に表す振動モデルを作成し、その振動モデルから得られる状態変数ベクトルを用いて、最適制御理論のもとに求められるフィードバックゲインを用いて、多次数の振動モードの振動成分に対して最適な制振力を与える。
【００２５】
制御装置２２で制振装置２１に与える制振力は、同定した振動モデルに最適制御理論を適用して算出したフィードバックゲインを用いて、振動モデルから予測した各箇所の振動量から最適な制振力を算出するので、加振試験後の制振制御では振動検出装置２０は不要となる。
【００２６】
制御装置２２に用いる各箇所の予測振動量は、巻上機８からの加振力を振動モデルに入力し算出されるが、巻上機８から支持部材に作用する加振力は、巻上機８の電流検出装置から得られた情報をもとに巻上機の出力トルクを求め、出力トルクから加振力を算出する。
【００２７】
制振装置２１としては、アクティブ型の制振装置の他、従来一般に使用されている各種のアクチュエータが用いられる。制振装置２１の設置箇所としては、巻上機８の支持部材５，７の構造上から限られる場合があるが、多次数の振動モードの振動モデルを用いてシミュレーションを実施することにより、振動を効果的に制振できる箇所が挙げられる。
また、複数個の振動検出装置２０の中の一つについては、例えば巻上機８の設置近傍である巻上機上部または当該巻上機８を覆うカバーに設置してもよい。
【００２８】
制御装置２２は、振動検出装置２０が設置された下位支持部材５上の例えば３箇所の振動量を演算し、巻上機８の駆動に伴う支持部材５，７に発生する多次数の振動モードに対して最適な制振力を取り出すものであって、汎用のマイコンやDSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)などが用いられる。
【００２９】
図４に示すように、制御装置２２は、振動検出装置２０が設置された下位支持部材５上の共振の振動値が基準値以上の３箇所を振動モデルに組み込んだ場合、巻上機８の電流センサであるＡ／Ｄ変換部２３、加振力演算部２４、振動量演算部２５、ハイパスフィルタ２６、ゲイン調整部２７、この制振力演算部２８で求めた制振力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部２９及び必要に応じて増幅部３０を有する。
【００３０】
図４は、実施形態におけるエレベータの制振制御の処理動作の一例を示すフローチャートである。
まず、制御装置２２のＡ／Ｄ変換部２３は、巻上機８の電流情報を検出すると（ステップＳ１）、この電流情報をディジタル振動信号に変換する（ステップＳ２）。
【００３１】
加振力演算部２４は、Ａ／Ｄ変換部２３からのディジタル振動信号をもとに加振力を演算する（ステップＳ３）。振動量演算部２５は、振動モデルを内部メモリに保持しており、演算された加振力の値を振動モデルに入力することで各箇所の振動量を予測する（ステップＳ４）。
【００３２】
ハイパスフィルタ２６は、振動量演算部２５により予測された各箇所の振動量の振動成分から、所定周波数、例えば５０Ｈｚ以上の振動成分を抽出する（ステップＳ５）。ゲイン調整部２７は、多次数の振動モードを有する連続体の振動モデルから求められるフィードバックゲインを内部メモリに保持しており、このフィードバックゲインを、ハイパスフィルタ２６で抽出された各箇所の所定周波数以上の振動成分に乗じて制御信号を生成し、この生成した制御信号を制振力演算部２８に出力する（ステップＳ５）。
【００３３】
制振力演算部２８は、各ゲイン調整部２７から得られた制御信号を用い、結果として連続体に生じる多次数の振動モードによる振動成分を打ち消すように位相が調整された振動成分に相当する駆動信号、つまり制振力振動信号を生成する（ステップＳ８）。
【００３４】
Ｄ／Ａ変換部２９は、制振力演算部２８により生成した駆動信号をＤ／Ａ変換し（ステップＳ９）、増幅部（ＡＭＰ）３０を介して制振装置２１に供給する（ステップＳ１０）。制振装置２１は、制御装置２２からの信号に基づき、多次数の振動モードによる振動成分を実際に打ち消す駆動信号を発生し、制振対象となる下位支持部材５に対して制振のための振動を与える（ステップＳ１１）。
これにより、巻上機８からの振動が相殺され、巻上機８から支持部材５，７及び機械室床１を介して居室１１に伝達される振動・騒音を大幅に抑制できる。
【００３５】
次に、連続体に生じる多次数の振動モードの近似的な振動モデルを作成し、制御装置２２のゲイン調整部２７に設定するためのフィードバックゲインを計算する処理について説明する。
【００３６】
例えば、下位支持部材５上に巻上機８を設置した連続体では、多次数の振動モードを有する質点系を構成しているが、ここでは説明の便宜上、下位支持部材５の３質点モデルを例に挙げ、近似的な振動モデルを作成する。
【００３７】
図５は、実施形態におけるエレベータの巻上機支持部材の３質点モデルの一例を示す図である。
図５に示したＸｉ（ｉ＝１〜３)は各質点の垂直方向の変位である。この３質点モデルは、近似的な振動モデルとして、各質点同士が互いにダンパや弾性部材で連結されたモデルと考えることができる。一般的に振動モデルは以下のように計算できる。
【００３８】
振動の速度ｄＸｉと変位Ｘｉから状態変数ベクトルＸは以下の式（１）で定義できる。
【数１】
【００３９】
そこで、以上の状態変数ベクトルＸを用いて状態方程式を表すと、以下の式（２）のようになる。
【数２】
【００４０】
式（２）中のＡは状態（各質点の現在の速度と変位の状態）を表す行列（Ａ行列)で、Ｂは制振力を与える位置を表す行列（Ｂ行列）で、Ｃは状態変数ベクトルから出力Ｙへの変換行列である。式（２）中のｕは制振装置２１に与える制振力の値で、制振制御における制御入力ともなる。
【００４１】
そこで、Ａ行列およびＢ行例に関して行列式で表すと、
【数３】
【００４２】
とすると、
Ａ１１＝−ｃ／Ｍ、Ａ１２＝−Ｋ／Ｍ、
【数４】
【００４３】
かつ、ｕ＝｛ｆ１ ｆ２ ｆ３｝
となる。ｃはダンパを表すパラメータである。Ｋは弾性部材を表すパラメータである。Ｍは質量を表すパラメータである。
【００４４】
ここでｆｉ（ｉ＝１〜３）は、ｉ番目の質点に制振装置２１を設置した場合の制振力（制御入力）であるが、ここでは、図１に示すように下位支持部材５の２番目の質点、つまり居室壁１０に近い方の質点近傍に制振装置２１を設置した場合について述べる。
【００４５】
本実施形態では、前述した式（２）の状態方程式を用いて、例えば以下の評価関数の式（４）の値を最小にする最適制御理論（LQR(Linear-quadratic state-feedback Regulator)制御）に基づいて制振制御のための制御系を設計する。なお、LQR制御とは、状態変数ベクトルを用いて、重み行列Ｑ、Ｒから評価関数が最小となるようなフィードバックゲインKを計算する制御である。
【数５】
【００４６】
ｕ＝−Ｒ−１ＢＴＰＸ＝−ＫＸ …式（４）
ここで、式（３）の制御入力ｕは、リカッチ方程式から得られるＰから上記の式（４）に基づいて決定できる。式（３）のＱは状態変数ベクトルＸに対する重み行列を表し、Ｒは制御入力ｕに対する重み行列を表す。従って、状態フィードバックゲインＫは、上記の式（４）から求めることができる。
【００４７】
しかし、ここでは、一般的な振動モデルと違い、振動量の検出装置がなくても式（２）に示した状態空間方程式の出力Ｙの各成分が予測でき、式（４）に示す制御入力ｕの計算は、状態変数ベクトルＸではなく、出力Ｙで計算する。
【００４８】
本実施形態では、予め巻上機を加振器として用いて加振試験を実施し、巻上機８の加振力と加速度応答の時刻歴データを収集する。そして、加振試験で得られた入出力データを用いて、システム同定法によってシステムの伝達関数を予測することで、振動モデルの状態空間方程式を計算できる。
【００４９】
具体的には、時刻tにおける加振力をｕ（ｔ）とし、加速度応答をｙ（ｔ）する。このｕ（ｔ）を入力とし、ｙ（ｔ）を出力とする時不変線形システムを以下の式（５）に表す。
【００５０】
ｙ（ｔ）＝Ｇ（ｚ，θ）ｕ（ｔ）＋Ｈ（ｚ，θ）ｅ（ｔ） …式（５）
式（５）のＧ（ｚ，θ）はプラントの伝達関数である。式（５）のＨ（ｚ，θ）ｅ（ｔ）は観測雑音である。式（５）のｅ（ｔ）は白色雑音であり、θは振動モデルのすべてのパラメータからなるベクトルである。式（５）のｚはシフトオペレーションとし、プラントの伝達関数Ｇ（ｚ，θ）は、以下の式（６）に示される。
【数６】
【００５１】
従って、上記の式（５）は、以下の式（７）のように表すことができる。
【数７】
【００５２】
パラメータベクトルを以下の式（８）とし、回帰ベクトルを以下の式（９）にすると、上記の式（７）は、以下の式（１０）となる。
【００５３】
θ＝［ａ１，…，ａｎ，ｂ１，…，ｂｍ］Ｔ …式（８）
ψ（ｔ）＝（−ｙ（ｔ−１），−ｙ（ｔ−２），…，−ｙ（ｔ−ｎ），−ｕ（ｔ−１），−ｕ（ｔ−２），…，−ｕ（ｔ−ｍ））Ｔ …式（９）
ｙ（ｔ）＝ψＴ（ｔ）θ＋ｅ（ｔ） …式（１０）
最小２乗法で評価関数
【数８】
【００５４】
を最小にするθの推定値は、以下の式（１１）となる。
【数９】
【００５５】
本実施形態では、評価関数が最小になるまで繰り返し計算し、振動モデルの状態空間方程式を同定する。
【００５６】
式（２）から状態変数ベクトルＸと出力Ｙは、Ｘ＝［ＣＴＣ］−１ＣＴＹという関係があるので、制御装置２２で計算する最適制御入力ｕを示す式（４）は以下の式（１２）のようになる。
【００５７】
ｕ＝Ｋ［ＣＴＣ］−１ＣＴＹ …式（１２）
フィードバックゲインの設計について、状態変数ベクトルＸに対する重み行列Ｑも同様に出力Ｙに対して設計する。
【００５８】
図６は、実施形態におけるエレベータのＬＱＲ制御を用いた制振制御による周波数−振動数特性の一例を示す図である。
図６は、多次数の振動モードの振動成分を発生する支持部材５に対し、制振制御を行わなかった場合と、加振力から各箇所の振動量を予測し、最適制御入力を算出して制振制御を行った場合の、制御入力に対する振動量（Ｇ／Ｎ）を示す図である。
【００５９】
すなわち、制振制御無しの場合には、各次数の振動モードが大きく共振している。一方、前述したように加振力から各箇所の振動量を予測して制振制御を行った場合は、各次数の振動モードが抑制され、巻上機の支持部材全体の振動が抑制されて、高精度の制振効果が得られる。
【００６０】
すなわち、本実施形態では、予め行なう加振試験のデータから同定した振動モデルをもとに、巻上機の加振力から各箇所の振動量を予測することで、加振試験の終了後は、共振の振動値が基準値以上である各箇所に振動検出装置を設置すること必要なしに、振動を抑制するのに最適な制御入力を算出して、高精度に振動を抑えることができる。
【００６１】
以上のように、本実施形態では、巻上機８を支持する下位支持部材５または上位支持部材７に発生する多次数の振動モードの発生する箇所の振動を予め行う加振試験のデータから同定した振動モデルに最適制御理論を適用して得られるフィードバックゲインを、加振力から予測した各箇所の振動量に乗算することで制振力を計算して、この制振力を制振装置２１が支持部材５，７に与えることにより、当該支持部材の複数個所の振動を抑えることができる。これにより巻上機８が加減速する際に当該巻上機８からの振動が支持部材５，７及び機械室１を介して伝達される居室１１の振動騒音を大幅に抑えることができる。
【００６２】
また、制御装置２２から制振装置２１に与える制振力は、制御装置２２がリアルタイムで計算して制振制御を行うことで振動を常に抑制することが望ましいが、予め実施した加振試験で、支持部材への加振力が基準値未満となる巻上機８の回転速度を示す情報を制振力演算部２８が保持し、制振力演算部２８は、巻上機の回転速度検出装置からの検出値が、前述したように保持した情報において所定の基準値未満の加振力に対応する値である場合に、制振装置２１への制御量の出力を停止するようにしてもよい。
【００６３】
図７は、実施形態におけるエレベータのかご位置に基づいた制振制御のＯＮ／ＯＦＦの切り替えの形態の一例を示す図である。
また、予め実施した加振試験で、支持部材への加振力が基準値未満となる、乗りかごの位置を示す情報を制振力演算部２８が保持し、制振力演算部２８は、乗りかごの位置の検出値が、前述したように保持した情報において所定の基準値未満の加振力に対応する位置である場合に、図７に示すように、制振装置２１への制御量の出力を停止するようにしてもよい。
【００６４】
これらの各実施形態によれば、巻上機の駆動に伴って伝達される振動を低コストで高精度に抑制することが可能になるエレベータを提供することができる。
発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１…機械室床、１ａ…開口部、２…基礎鉄骨、３…基礎部材、４，６…防振ゴム、５，７…支持部材、８…巻上機、９…メインロープ、１０…居室壁、１１…居室、２０…振動検出装置、２１…制振装置、２２…制御装置、２３…Ａ／Ｄ変換部、２４…加振力演算部、２５…振動量演算部、２６…ハイパスフィルタ、２７…ゲイン調整部、２８…制振力演算部、２９…Ｄ／Ａ変換部、３０…アンプ（ＡＭＰ）。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、巻上機の駆動により乗りかごを昇降動作させるエレベータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレベータの巻上機の振動が、複数の伝達経路から乗りかごのガイドレールや巻上機支持部材や機械室床を介して居室へ伝達することで居室騒音が発生する場合がある。特に、エレベータが建物内に併設される場合、巻上機の駆動による振動がエレベータに隣接する居室に伝達することで騒音問題の原因となる場合がある。
【０００３】
エレベータの巻上機の振動からなる居室騒音を低減するために、ガイドレール支持装置とガイドレールとの間に加振器を設置した上で、巻上機支持部材からガイドレールを介して伝達する振動を検出し、加振器から巻上機の振動と逆位相の振動を発生させて、巻上機から伝達される振動を抑制するものがある。
【０００４】
また、巻上機支持部材に振動検出装置およびアクティブ制振装置を設置し、制御装置が、振動センサで検出される振動に基づき、アクティブ制振装置を介して検出振動と逆位相の振動を巻上機支持部材に与えることにより振動を抑制するものがある。
これらの手法では、少なくとも１つ以上の振動検出装置を必要とするが、この振動検出装置は高価であるため、制御システムのコストが高くなる。
【０００５】
また、超音波モータの制御において、このモータの回転数に応じてモニタ電圧に補正値を加算し、この値の変化に応じてモータの駆動周波数を制御することで、外部からの負荷等で周波数が変化しても最適な駆動周波数で駆動して、モータの異音を防止するものがある。
【０００６】
また、ボリゴンモータの回転速度を利用したクロック信号を用いることで、解像度の変化に対応してモータの回転速度を切り替え、解像度の切り替えを容易に行えるようにしたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−６０２８５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９７１８０号公報
【特許文献３】特開平４−８７５７９号公報
【特許文献４】特開平３−２９０６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、エレベータの巻上機の振動は、乗りかごの昇降速度を加減速する際に発生し、その振動周波数は乗りかごの走行速度、つまり巻上機の回転数に応じて変化する。一般に、巻上機の支持部材は、複数のＨ型鋼などのチャンネル材の組み合わせから構成され、この支持部材の上に巻上機本体やロープそらせシーブなどが配置される。
【０００９】
支持部材を構成する各チャンネル材の振動は、通常の多自由度振動で表される有限の共振周波数を持つ振動ではなく、連続体として理論上無限の共振周波数を有し、その運動方程式は波動方程式で表現する必要がある。
【００１０】
そのため、巻上機から主に検出される数十〜数百Ｈｚの周波数の中に、複数の共振周波数とそれぞれの共振モードが存在する。従って、巻上機の駆動に伴い、各チャンネル材が有する複数の振動周波数が励振されて、その振幅が増大する。
【００１１】
前述した、連続体のどこか１箇所の質点に生じる振動モードの振動成分を抑制する方法では、１つの振動モードしか存在しない場合には、その振動成分を制振すれば良いので制振効果が大きい。しかし、連続体のように多数の質点から発生する振動モードの中から、１つの質点に生じる振動モードの振動成分に対して制振力を作用させた場合、当該振動成分を抑制することができるが、逆に、他の質点に生じる振動モードの振動成分が大きく共振し、あるいは制振作用を受けない多数の振動モードが存在するので、機械室などに隣接する居室の振動や騒音を効果的に低減できない。また、各振動モードで振動の大きい箇所の振動量を制御するために、複数の振動検出装置が必要となるため、コストが高くなる。
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、巻上機の駆動に伴って伝達される振動を低コストで高精度に抑制するエレベータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
実施形態によれば、巻上機と、前記巻上機を支持する支持部材と、前記巻上機から前記支持部材に作用する加振力を演算する加振力演算手段と、前記加振力演算手段による演算結果から、前記巻上機の駆動によって複数の振動モードの振動が発生する前記支持部材の各箇所の振動量を演算する振動量演算手段と、前記支持部材の振動状態を表す振動モデルに最適制御理論を適用して得られるフィードバックゲインを前記振動量演算手段により演算した各箇所の振動量に乗算することで前記支持部材に与える制振力の最適値を演算する制振力演算手段と、前記支持部材に設置され、前記制振力演算手段によって演算した制振力を当該支持部材に与える少なくとも１個の制振装置とをもつ。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態におけるエレベータの機械室に設置される巻上機およびその周辺の構造の一例を示す側面図。
【図２】実施形態におけるエレベータの機械室に設置される巻上機およびその周辺の構造の一例を示す側面図。
【図３】実施形態におけるエレベータの巻上機に取り付ける制御装置の機能構成の一例を示す図。
【図４】実施形態におけるエレベータの制振制御の処理動作の一例を示すフローチャート。
【図５】実施形態におけるエレベータの巻上機支持部材の３質点モデルの一例を示す図。
【図６】実施形態におけるエレベータのＬＱＲ制御を用いた制振制御による周波数−振動数特性の一例を示す図。
【図７】実施形態におけるエレベータのかご位置に基づいた制振制御のＯＮ／ＯＦＦの切り替えの形態の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１および図２は、実施形態におけるエレベータの機械室に設置される巻上機およびその周辺の構造の一例を示す側面図である。
図１に示すように、実施形態におけるエレベータの機械室は、昇降路上部の機械室を形成するための仕切りとなる機械室床１を有する。この機械室床１上の所要の例えば４箇所には、それぞれ基礎鉄骨２と基礎部材３が連ねた状態で立設される。
【００１６】
そして、基礎部材３には、防振ゴム４を介在させて、一般的にマシンベースなどと呼ばれる支持部材５が支持される。本実施形態では、４つの基礎部材３の２つずつに対して、２つの支持部材５が平行に並ぶように支持される。
【００１７】
さらに、支持部材５には防振ゴム６を介して当該支持部材５よりも短尺のマシンヘッドとなる支持部材７が支持される。本実施形態では、２つの支持部材５のそれぞれに対して２つの支持部材７が平行に並ぶように支持される。
なお、支持部材５は下位支持部材とも呼称され、支持部材７は上位支持部材とも呼称される。
【００１８】
本実施形態では、巻上機８は、２つの上位支持部材７に架け渡すように設置される。巻上機８の回転軸に連結される図示しないシーブにはメインロープ９が架け渡される。メインロープ９の一端部には機械室床１の開口部１ａを通って図示しない乗りかごが吊下げられる。メインロープ９の他端部には機械室床１の別の開口部１ａを通って、図示しないつりあい重りが吊下される。また、機械室は、居室壁１０により居室１１と区切られる。
【００１９】
従って、巻上機８の駆動によって生じる振動は、上位支持部材７、防振ゴム６、下位支持部材５、防振ゴム４、基礎部材３、機械室床１の基礎鉄骨２を介して機械室床１あるいは機械室近傍の居室１１に伝達する構造となっている。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態では、あらかじめ実施する加振試験のための複数の振動検出装置２０が一時的に設置される。
図１に示すように、振動検出装置２０は、加振試験の開始から終了までの間、各基礎部材３に支持される下位支持部材５の両端側近傍に設置される。
また、図１に示すように、巻上機８の駆動による居室１１への振動や騒音を抑制する制振制御系として、振動検出装置２０が設置される下位支持部材５の任意の箇所に少なくとも１個の制振装置２１が設置される。
【００２１】
振動検出装置２０が加速度センサである場合、この振動検出装置は、数十箇所に設置され、巻上機８を加振器として駆動したときの振動量を検出する。なお、連続体の場合には多次数の振動モードが存在するので、振動検出装置２０は、共振が生じている全次数の振動モードの発生箇所に設置するのが望ましいが、少なくとも共振の大きな振動モードを選択して設置する形態であっても良い。
【００２２】
また、図２に示すように、振動検出装置２０は、上位支持部材７における巻上機８の設置箇所近傍に設置してもよい。この場合、制振装置２１の設置形態は、振動検出装置２０が設置される上位支持部材７の任意の箇所に少なくとも１個の制振装置２１を設置する形態であればよい。以下、制振対象が図１に示した下位支持部材５である場合についての制振の手順について説明する。
【００２３】
予め行った加振試験では、巻上機８の加振力時刻歴データと、複数振動モードのうち共振の振動値が基準値以上の箇所に設置した複数の振動検出装置２０の時刻歴応答データを得て、これらのデータから巻上機支持部材の振動モデルを同定する。振動モデルの同定の詳細については後述する。
【００２４】
図３は、実施形態におけるエレベータの巻上機に取り付ける制御装置の機能構成の一例を示す図である。
本実施形態では、加振試験の終了後に、振動検出装置２０を取り外すし、制御装置２２を制振装置２１に取り付ける。
制御装置２２は、予め実施した加振試験の結果から算出した連続体に生じる多次数の振動モードの振動状態を近似的に表す振動モデルを作成し、その振動モデルから得られる状態変数ベクトルを用いて、最適制御理論のもとに求められるフィードバックゲインを用いて、多次数の振動モードの振動成分に対して最適な制振力を与える。
【００２５】
制御装置２２で制振装置２１に与える制振力は、同定した振動モデルに最適制御理論を適用して算出したフィードバックゲインを用いて、振動モデルから予測した各箇所の振動量から最適な制振力を算出するので、加振試験後の制振制御では振動検出装置２０は不要となる。
【００２６】
制御装置２２に用いる各箇所の予測振動量は、巻上機８からの加振力を振動モデルに入力し算出されるが、巻上機８から支持部材に作用する加振力は、巻上機８の電流検出装置から得られた情報をもとに巻上機の出力トルクを求め、出力トルクから加振力を算出する。
【００２７】
制振装置２１としては、アクティブ型の制振装置の他、従来一般に使用されている各種のアクチュエータが用いられる。制振装置２１の設置箇所としては、巻上機８の支持部材５，７の構造上から限られる場合があるが、多次数の振動モードの振動モデルを用いてシミュレーションを実施することにより、振動を効果的に制振できる箇所が挙げられる。
また、複数個の振動検出装置２０の中の一つについては、例えば巻上機８の設置近傍である巻上機上部または当該巻上機８を覆うカバーに設置してもよい。
【００２８】
制御装置２２は、振動検出装置２０が設置された下位支持部材５上の例えば３箇所の振動量を演算し、巻上機８の駆動に伴う支持部材５，７に発生する多次数の振動モードに対して最適な制振力を取り出すものであって、汎用のマイコンやDSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)などが用いられる。
【００２９】
図４に示すように、制御装置２２は、振動検出装置２０が設置された下位支持部材５上の共振の振動値が基準値以上の３箇所を振動モデルに組み込んだ場合、巻上機８の電流センサであるＡ／Ｄ変換部２３、加振力演算部２４、振動量演算部２５、ハイパスフィルタ２６、ゲイン調整部２７、この制振力演算部２８で求めた制振力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部２９及び必要に応じて増幅部３０を有する。
【００３０】
図４は、実施形態におけるエレベータの制振制御の処理動作の一例を示すフローチャートである。
まず、制御装置２２のＡ／Ｄ変換部２３は、巻上機８の電流情報を検出すると（ステップＳ１）、この電流情報をディジタル振動信号に変換する（ステップＳ２）。
【００３１】
加振力演算部２４は、Ａ／Ｄ変換部２３からのディジタル振動信号をもとに加振力を演算する（ステップＳ３）。振動量演算部２５は、振動モデルを内部メモリに保持しており、演算された加振力の値を振動モデルに入力することで各箇所の振動量を予測する（ステップＳ４）。
【００３２】
ハイパスフィルタ２６は、振動量演算部２５により予測された各箇所の振動量の振動成分から、所定周波数、例えば５０Ｈｚ以上の振動成分を抽出する（ステップＳ５）。ゲイン調整部２７は、多次数の振動モードを有する連続体の振動モデルから求められるフィードバックゲインを内部メモリに保持しており、このフィードバックゲインを、ハイパスフィルタ２６で抽出された各箇所の所定周波数以上の振動成分に乗じて制御信号を生成し、この生成した制御信号を制振力演算部２８に出力する（ステップＳ５）。
【００３３】
制振力演算部２８は、各ゲイン調整部２７から得られた制御信号を用い、結果として連続体に生じる多次数の振動モードによる振動成分を打ち消すように位相が調整された振動成分に相当する駆動信号、つまり制振力振動信号を生成する（ステップＳ８）。
【００３４】
Ｄ／Ａ変換部２９は、制振力演算部２８により生成した駆動信号をＤ／Ａ変換し（ステップＳ９）、増幅部（ＡＭＰ）３０を介して制振装置２１に供給する（ステップＳ１０）。制振装置２１は、制御装置２２からの信号に基づき、多次数の振動モードによる振動成分を実際に打ち消す駆動信号を発生し、制振対象となる下位支持部材５に対して制振のための振動を与える（ステップＳ１１）。
これにより、巻上機８からの振動が相殺され、巻上機８から支持部材５，７及び機械室床１を介して居室１１に伝達される振動・騒音を大幅に抑制できる。
【００３５】
次に、連続体に生じる多次数の振動モードの近似的な振動モデルを作成し、制御装置２２のゲイン調整部２７に設定するためのフィードバックゲインを計算する処理について説明する。
【００３６】
例えば、下位支持部材５上に巻上機８を設置した連続体では、多次数の振動モードを有する質点系を構成しているが、ここでは説明の便宜上、下位支持部材５の３質点モデルを例に挙げ、近似的な振動モデルを作成する。
【００３７】
図５は、実施形態におけるエレベータの巻上機支持部材の３質点モデルの一例を示す図である。
図５に示したＸｉ（ｉ＝１〜３)は各質点の垂直方向の変位である。この３質点モデルは、近似的な振動モデルとして、各質点同士が互いにダンパや弾性部材で連結されたモデルと考えることができる。一般的に振動モデルは以下のように計算できる。
【００３８】
振動の速度ｄＸｉと変位Ｘｉから状態変数ベクトルＸは以下の式（１）で定義できる。
【数１】
【００３９】
そこで、以上の状態変数ベクトルＸを用いて状態方程式を表すと、以下の式（２）のようになる。
【数２】
【００４０】
式（２）中のＡは状態（各質点の現在の速度と変位の状態）を表す行列（Ａ行列)で、Ｂは制振力を与える位置を表す行列（Ｂ行列）で、Ｃは状態変数ベクトルから出力Ｙへの変換行列である。式（２）中のｕは制振装置２１に与える制振力の値で、制振制御における制御入力ともなる。
【００４１】
そこで、Ａ行列およびＢ行例に関して行列式で表すと、
【数３】
【００４２】
とすると、
Ａ１１＝−ｃ／Ｍ、Ａ１２＝−Ｋ／Ｍ、
【数４】
【００４３】
かつ、ｕ＝｛ｆ１ ｆ２ ｆ３｝
となる。ｃはダンパを表すパラメータである。Ｋは弾性部材を表すパラメータである。Ｍは質量を表すパラメータである。
【００４４】
ここでｆｉ（ｉ＝１〜３）は、ｉ番目の質点に制振装置２１を設置した場合の制振力（制御入力）であるが、ここでは、図１に示すように下位支持部材５の２番目の質点、つまり居室壁１０に近い方の質点近傍に制振装置２１を設置した場合について述べる。
【００４５】
本実施形態では、前述した式（２）の状態方程式を用いて、例えば以下の評価関数の式（４）の値を最小にする最適制御理論（LQR(Linear-quadratic state-feedback Regulator)制御）に基づいて制振制御のための制御系を設計する。なお、LQR制御とは、状態変数ベクトルを用いて、重み行列Ｑ、Ｒから評価関数が最小となるようなフィードバックゲインKを計算する制御である。
【数５】
【００４６】
ｕ＝−Ｒ−１ＢＴＰＸ＝−ＫＸ …式（４）
ここで、式（３）の制御入力ｕは、リカッチ方程式から得られるＰから上記の式（４）に基づいて決定できる。式（３）のＱは状態変数ベクトルＸに対する重み行列を表し、Ｒは制御入力ｕに対する重み行列を表す。従って、状態フィードバックゲインＫは、上記の式（４）から求めることができる。
【００４７】
しかし、ここでは、一般的な振動モデルと違い、振動量の検出装置がなくても式（２）に示した状態空間方程式の出力Ｙの各成分が予測でき、式（４）に示す制御入力ｕの計算は、状態変数ベクトルＸではなく、出力Ｙで計算する。
【００４８】
本実施形態では、予め巻上機を加振器として用いて加振試験を実施し、巻上機８の加振力と加速度応答の時刻歴データを収集する。そして、加振試験で得られた入出力データを用いて、システム同定法によってシステムの伝達関数を予測することで、振動モデルの状態空間方程式を計算できる。
【００４９】
具体的には、時刻tにおける加振力をｕ（ｔ）とし、加速度応答をｙ（ｔ）する。このｕ（ｔ）を入力とし、ｙ（ｔ）を出力とする時不変線形システムを以下の式（５）に表す。
【００５０】
ｙ（ｔ）＝Ｇ（ｚ，θ）ｕ（ｔ）＋Ｈ（ｚ，θ）ｅ（ｔ） …式（５）
式（５）のＧ（ｚ，θ）はプラントの伝達関数である。式（５）のＨ（ｚ，θ）ｅ（ｔ）は観測雑音である。式（５）のｅ（ｔ）は白色雑音であり、θは振動モデルのすべてのパラメータからなるベクトルである。式（５）のｚはシフトオペレーションとし、プラントの伝達関数Ｇ（ｚ，θ）は、以下の式（６）に示される。
【数６】
【００５１】
従って、上記の式（５）は、以下の式（７）のように表すことができる。
【数７】
【００５２】
パラメータベクトルを以下の式（８）とし、回帰ベクトルを以下の式（９）にすると、上記の式（７）は、以下の式（１０）となる。
【００５３】
θ＝［ａ１，…，ａｎ，ｂ１，…，ｂｍ］Ｔ …式（８）
ψ（ｔ）＝（−ｙ（ｔ−１），−ｙ（ｔ−２），…，−ｙ（ｔ−ｎ），−ｕ（ｔ−１），−ｕ（ｔ−２），…，−ｕ（ｔ−ｍ））Ｔ …式（９）
ｙ（ｔ）＝ψＴ（ｔ）θ＋ｅ（ｔ） …式（１０）
最小２乗法で評価関数
【数８】
【００５４】
を最小にするθの推定値は、以下の式（１１）となる。
【数９】
【００５５】
本実施形態では、評価関数が最小になるまで繰り返し計算し、振動モデルの状態空間方程式を同定する。
【００５６】
式（２）から状態変数ベクトルＸと出力Ｙは、Ｘ＝［ＣＴＣ］−１ＣＴＹという関係があるので、制御装置２２で計算する最適制御入力ｕを示す式（４）は以下の式（１２）のようになる。
【００５７】
ｕ＝Ｋ［ＣＴＣ］−１ＣＴＹ …式（１２）
フィードバックゲインの設計について、状態変数ベクトルＸに対する重み行列Ｑも同様に出力Ｙに対して設計する。
【００５８】
図６は、実施形態におけるエレベータのＬＱＲ制御を用いた制振制御による周波数−振動数特性の一例を示す図である。
図６は、多次数の振動モードの振動成分を発生する支持部材５に対し、制振制御を行わなかった場合と、加振力から各箇所の振動量を予測し、最適制御入力を算出して制振制御を行った場合の、制御入力に対する振動量（Ｇ／Ｎ）を示す図である。
【００５９】
すなわち、制振制御無しの場合には、各次数の振動モードが大きく共振している。一方、前述したように加振力から各箇所の振動量を予測して制振制御を行った場合は、各次数の振動モードが抑制され、巻上機の支持部材全体の振動が抑制されて、高精度の制振効果が得られる。
【００６０】
すなわち、本実施形態では、予め行なう加振試験のデータから同定した振動モデルをもとに、巻上機の加振力から各箇所の振動量を予測することで、加振試験の終了後は、共振の振動値が基準値以上である各箇所に振動検出装置を設置すること必要なしに、振動を抑制するのに最適な制御入力を算出して、高精度に振動を抑えることができる。
【００６１】
以上のように、本実施形態では、巻上機８を支持する下位支持部材５または上位支持部材７に発生する多次数の振動モードの発生する箇所の振動を予め行う加振試験のデータから同定した振動モデルに最適制御理論を適用して得られるフィードバックゲインを、加振力から予測した各箇所の振動量に乗算することで制振力を計算して、この制振力を制振装置２１が支持部材５，７に与えることにより、当該支持部材の複数個所の振動を抑えることができる。これにより巻上機８が加減速する際に当該巻上機８からの振動が支持部材５，７及び機械室１を介して伝達される居室１１の振動騒音を大幅に抑えることができる。
【００６２】
また、制御装置２２から制振装置２１に与える制振力は、制御装置２２がリアルタイムで計算して制振制御を行うことで振動を常に抑制することが望ましいが、予め実施した加振試験で、支持部材への加振力が基準値未満となる巻上機８の回転速度を示す情報を制振力演算部２８が保持し、制振力演算部２８は、巻上機の回転速度検出装置からの検出値が、前述したように保持した情報において所定の基準値未満の加振力に対応する値である場合に、制振装置２１への制御量の出力を停止するようにしてもよい。
【００６３】
図７は、実施形態におけるエレベータのかご位置に基づいた制振制御のＯＮ／ＯＦＦの切り替えの形態の一例を示す図である。
また、予め実施した加振試験で、支持部材への加振力が基準値未満となる、乗りかごの位置を示す情報を制振力演算部２８が保持し、制振力演算部２８は、乗りかごの位置の検出値が、前述したように保持した情報において所定の基準値未満の加振力に対応する位置である場合に、図７に示すように、制振装置２１への制御量の出力を停止するようにしてもよい。
【００６４】
これらの各実施形態によれば、巻上機の駆動に伴って伝達される振動を低コストで高精度に抑制することが可能になるエレベータを提供することができる。
発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１…機械室床、１ａ…開口部、２…基礎鉄骨、３…基礎部材、４，６…防振ゴム、５，７…支持部材、８…巻上機、９…メインロープ、１０…居室壁、１１…居室、２０…振動検出装置、２１…制振装置、２２…制御装置、２３…Ａ／Ｄ変換部、２４…加振力演算部、２５…振動量演算部、２６…ハイパスフィルタ、２７…ゲイン調整部、２８…制振力演算部、２９…Ｄ／Ａ変換部、３０…アンプ（ＡＭＰ）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻上機と、
前記巻上機を支持する支持部材と、
前記巻上機から前記支持部材に作用する加振力を演算する加振力演算手段と、
前記加振力演算手段による演算結果から、前記巻上機の駆動によって複数の振動モードの振動が発生する前記支持部材の各箇所の振動量を演算する振動量演算手段と、
前記支持部材の振動状態を表す振動モデルに最適制御理論を適用して得られるフィードバックゲインを前記振動量演算手段により演算した各箇所の振動量に乗算することで前記支持部材に与える制振力の最適値を演算する制振力演算手段と、
前記支持部材に設置され、前記制振力演算手段によって演算した制振力を当該支持部材に与える少なくとも１個の制振装置と
を備えることを特徴とするエレベータ。
【請求項２】
前記支持部材の振動モデルは、
前記巻上機を加振器として予め行なった加振試験で得られた当該巻上機の加振力時刻歴データと当該加振試験の時に前記支持部材に設けた複数の振動検出装置の時刻歴応答データから同定した、各振動モードで振動量が基準値以上の箇所の振動モデルである
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【請求項３】
前記加振力演算手段は、
前記巻上機の電流をもとに当該巻上機の出力トルクを演算して、当該出力トルクから前記巻上機が前記支持部材に作用する加振力を演算する
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【請求項４】
前記振動量演算手段は、
前記加振力演算手段により算出した加振力を前記支持部材の振動モデルに入力することで各箇所の振動量を予測することで当該振動量を演算する
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【請求項５】
前記制振力演算手段は、
前記振動量演算手段による演算結果をフィードバックすることからなる状態変数ベクトルを用いた最適制御理論を適用して得られる制御量を前記制振装置による制御量として演算する
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【請求項６】
前記制振力演算手段は、
前記巻上機の回転速度と前記加振力との関係を示す情報を保持し、
前記巻上機の回転速度の検出値が、前記保持した情報において所定の基準値未満の前記加振力に対応する値である場合に、前記制振装置への制御量の出力を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【請求項７】
前記制振力演算手段は、
乗りかごの位置と前記加振力との関係を示す情報を保持し、
乗りかごの位置の検出値が、前記保持した情報において所定の基準値未満の前記加振力に対応する位置である場合に、前記制振装置への制御量の出力を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【請求項１】
巻上機と、
前記巻上機を支持する支持部材と、
前記巻上機から前記支持部材に作用する加振力を演算する加振力演算手段と、
前記加振力演算手段による演算結果から、前記巻上機の駆動によって複数の振動モードの振動が発生する前記支持部材の各箇所の振動量を演算する振動量演算手段と、
前記支持部材の振動状態を表す振動モデルに最適制御理論を適用して得られるフィードバックゲインを前記振動量演算手段により演算した各箇所の振動量に乗算することで前記支持部材に与える制振力の最適値を演算する制振力演算手段と、
前記支持部材に設置され、前記制振力演算手段によって演算した制振力を当該支持部材に与える少なくとも１個の制振装置と
を備えることを特徴とするエレベータ。
【請求項２】
前記支持部材の振動モデルは、
前記巻上機を加振器として予め行なった加振試験で得られた当該巻上機の加振力時刻歴データと当該加振試験の時に前記支持部材に設けた複数の振動検出装置の時刻歴応答データから同定した、各振動モードで振動量が基準値以上の箇所の振動モデルである
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【請求項３】
前記加振力演算手段は、
前記巻上機の電流をもとに当該巻上機の出力トルクを演算して、当該出力トルクから前記巻上機が前記支持部材に作用する加振力を演算する
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【請求項４】
前記振動量演算手段は、
前記加振力演算手段により算出した加振力を前記支持部材の振動モデルに入力することで各箇所の振動量を予測することで当該振動量を演算する
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【請求項５】
前記制振力演算手段は、
前記振動量演算手段による演算結果をフィードバックすることからなる状態変数ベクトルを用いた最適制御理論を適用して得られる制御量を前記制振装置による制御量として演算する
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【請求項６】
前記制振力演算手段は、
前記巻上機の回転速度と前記加振力との関係を示す情報を保持し、
前記巻上機の回転速度の検出値が、前記保持した情報において所定の基準値未満の前記加振力に対応する値である場合に、前記制振装置への制御量の出力を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【請求項７】
前記制振力演算手段は、
乗りかごの位置と前記加振力との関係を示す情報を保持し、
乗りかごの位置の検出値が、前記保持した情報において所定の基準値未満の前記加振力に対応する位置である場合に、前記制振装置への制御量の出力を停止する
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６６９１７（Ｐ２０１２−１６６９１７Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３０１０９（Ｐ２０１１−３０１０９）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（３９００２５２６５）東芝エレベータ株式会社 (2,543)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（３９００２５２６５）東芝エレベータ株式会社 (2,543)
【Ｆターム（参考）】
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