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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410495573.6 (22)申请日 2014.09.24 B66B 5/00(2006.01) B66B 1/28(2006.01) (71)申请人 深圳市正弦电气股份有限公司 地址 518055 广东省深圳市南山区龙珠五路 龙井第二工业区 A 栋 5 楼 (72)发明人 欧阳博 李冀禹 (74)专利代理机构 深圳市顺天达专利商标代理 有限公司 44217 代理人 高占元 (54) 发明名称 电梯测速方法、 系统以及电梯低速启动控制 方法 (57) 摘要 本发明公开了一种电梯测速方法、 系统以及 电梯低速启动控制方法， 测速方法。
2、包括 ： S1、 间隔 预设时间 t 采样正余弦编码器输出的模拟信 号， 将当前采样时刻记为 t 采样时刻， 所述模拟信 号包括 A 信号和 B 信号 ； S2、 读取 t 采样时刻的所 述 A 信号的码值 y和所述 B 信号的码值 y， 并根据所述码值 y和码值 y计算 t 采样 时刻的电角度 t； S3、 根据 t 采样时刻的电角度 t、 前一个 t-1 采样时刻的电角度 t-1计算出 t 采样时刻对应的预设时间 t 内的电角度增量 t， 并根据电角度增量t以及预设时间t 计算得到当前采样时刻的速度Vt； S4、 如果测速没 有结束， 则转步骤 S1， 继续下一个采样时刻的测 速。该测速方。
3、法测速精度得到很大的提高， 延时 小， 收敛快， 适用于低速测试。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104444671 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104444671 A 1/2 页 2 1. 一种基于正余弦编码器的电梯测速方法， 用于对低速运行的电梯进行实时测速， 其 特征在于， 所述方法包括以下步骤 ： S1、 间隔预设时间t采样正余弦编码器输出的模拟信号， 将当前采样时刻记为t采样 时刻， 所述模拟信号包括相位相差 90的 A 信号和 B 信号 ； 。
4、S2、 读取 t 采样时刻的所述 A 信号的码值 y和所述 B 信号的码值 y， 并根据所述 码值 y和码值 y计算 t 采样时刻的电角度 t； S3、 根据 t 采样时刻的电角度 t、 前一个 t-1 采样时刻的电角度 t-1计算出 t 采样时 刻对应的预设时间 t 内的电角度增量 t， 并根据电角度增量 t以及预设时间 t 计算得到当前采样时刻的速度 Vt； S4、 如果测速没有结束， 则转步骤 S1， 继续下一个采样时刻的测速。 2. 根据权利要求 1 所述的电梯测速方法， 其特征在于， 所述步骤 S1 中， A 信号为正弦波信号， B 信号为余弦波信号 ； 所述步骤 S2 中， 码值 。
5、y和码值 y与 t 采样时刻的电角度 t的关系为 ： y sint/ 码值精度， y cost/ 码值精度。 3. 根据权利要求 2 所述的电梯测速方法， 其特征在于， 所述步骤 S2 包括以下子步骤 ： S20、 确定 A 信号和 B 信号的码值精度等级 ； S21、 读取在 t 采样时刻的所述 A 信号的码值 y和所述 B 信号的码值 y， 对所述 码值 y和码值 y进行滤波处理得到码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)； S22、 将码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)进行去零点处理并转换为双极性码值 ； S23、 根据步骤 S22 中的双极性码值计算 t 采样时刻的电角度 t。
6、， 所述电角度 t的计 算公式为 ： t arctan(Y(A， t)/Y(B， t)。 4.根据权利要求3所述的电梯测速方法， 其特征在于， 所述步骤S21中进行滤波处理的 公式如下 ： 其中， N 为整数且大于等于 1， 所述 y(A， t-i)表示 t 采样时刻起往前推移 i 个采样时刻的 A 信号的码值， y(A， max)表示 A 信号在 t 采样时刻起往前推移 N-1 个采样时刻到当前的 t 采样 时刻内的 N 个码值中的最大值， y(A， min)表示 A 信号在 t 采样时刻起往前推移 N-1 个采样时 刻到当前的 t 采样时刻内的 N 个码值中的最小值， y(B， t-i)表。
7、示 t 采样时刻起往前推移 i 个 采样时刻的 B 信号的码值， y(B， max)表示 B 信号在 t 采样时刻起往前推移 N-1 个采样时刻到 当前的 t 采样时刻内的 N 个码值中的最大值， y(B， min）表示 B 信号在 t 采样时刻起往前推移 N-1 个采样时刻到当前的 t 采样时刻内的 N 个码值中的最小值。 5.根据权利要求4所述的电梯测速方法， 其特征在于， 如果t采样时刻之前的全部的采 样次数总计不足 N 次， 则缺少的码值均默认为 0。 6. 根据权利要求 3 所述的电梯测速方法， 其特征在于， 所述码值精度等级与 A 信号或 B 信号的理论最大实际幅值和理论最小实际幅。
8、值之间的关系为 ： 2M(MAX-MIN)/L， 其中， MAX 权 利 要 求 书 CN 104444671 A 2 2/2 页 3 代表 A 信号或 B 信号的理论最大实际幅值， MIN 代表 A 信号或 B 信号的理论最小实际幅值， M 代表码值精度等级， M 为自然数且 M 6， L 代表码值精度。 7. 根据权利要求 3 所述的电梯测速方法， 其特征在于， 所述方法还包括， 在步骤 S1 之前， 首先转动编码器一圈， 记录采集到的 A 信号或者 B 信 号的理论最小实际幅值对应的码值Yoff， 所述步骤S22中的去零点处理包括 ： 将码值Y(A， t)和 码值 Y(B， t)均减去码。
9、值 Yoff； 所述步骤 S22 中的转换为双极性码值包括 ： 将去零点后的码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)的数 值分别减去 2M-1。 8. 根据权利要求 1 所述的电梯测速方法， 其特征在于， 所述步骤 S3 中电角度增量 t为 ： t t-t-1； 速度 Vt的计算公式为 ： Vt t/t， 如果当前采样时刻为第一次采样对应的时刻， 则 t-1为编码器的零点偏移角。 9. 一种基于权利要求 1-8 任一项所述的电梯测速方法的电梯测速系统， 其特征在于， 所述系统包括 ： 信号采样模块 ： 用于间隔预设时间采样正余弦编码器输出的模拟信号， 所述模拟信号 包括相位相差 90的 A 。
10、信号和 B 信号 ； 码值精度等级确定模块 ： 用于确定 A 信号和 B 信号的码值精度等级 ； 码值读取模块 ： 用于在码值精度等级确定模块限定的码值精度条件下读取信号采样模 块获得的 A 信号和 B 信号的码值 ； 码值滤波处理模块 ： 用于将码值读取模块读取的码值进行去零点处理并转换为双极性 码值 ； 电角度计算模块 ： 根据码值滤波处理模块得到的双极性码值计算当前采样时刻的电角 度 ； 速度计算模块 ： 根据电角度计算模块得到的当前采样时刻的电角度以及前一个采样时 刻的电角度以及预设时间计算得到当前采样时刻的速度。 10. 一种电梯低速启动控制方法， 其特征在于， 所述方法包括 ： S。
11、10、 利用权利要求1-8任一项所述的电梯测速方法， 获取当前采样时刻电梯的速度Vt， 计算当前采样时刻之前对应的预设时间 t 内的位置增量为 ： t-t-1， 并将当前采样时刻 之前的所有采样时刻对应的位置增量求和得到当前时刻的位置 ； S20、 根据给定位置和步骤 S10 反馈的当前时刻的位置确定是否需要调整输出的给定 速度， 如果不需要， 则结束， 否则， 调整输出的给定速度 ； S30、 根据步骤 S20 输出的给定速度和步骤 S10 反馈的速度 Vt控制电流输出进而调整 电梯的速度， 转步骤 S10。 权 利 要 求 书 CN 104444671 A 3 1/7 页 4 电梯测速方法。
12、、 系统以及电梯低速启动控制方法 技术领域 0001 本发明涉及控制技术领域， 尤其涉及一种电梯测速方法、 系统以及电梯低速启动 控制方法。 背景技术 0002 现有技术中， 电梯的实时测速一般是采用编码器检测把角位移或直线位移转换成 脉冲信号输出， 根据采样到的脉冲个数可以计算出电梯位置的改变， 进而得到电梯的速度， 但是这种方法存在一个缺陷就是精度不高。 0003 参考图 1， 脉冲计数中， 是根据脉冲串中的电平跳变进行计数， 编码器输出的脉冲 信号是经过模数转换而来的， 例如编码器转动一圈输出 N 个正弦波， 每个正弦波则对应一 定的角位移， 每个正弦波经过模数转换后对应 2 个脉冲， 。
13、那么现有技术中的测速方法并不 能保证一个脉冲跳变正好对应四分之一个正弦波， 比如图中的某个采样时刻 K 与上一个采 样时刻K-1之间出现了1此电平跳变， 于是判定该采样时间内电角度增量为90， 对应到正 弦波中可以看到这种估算有精度很差， 而且正是由于这种角度估算偏差大， 进一步的限制 了对采样频率以及电极速度的要求， 这种估算要求采样频率不能太大或者电极速度不能太 低， 例如假如采样频率很快或者电极速度很低， 有可能一个采样时间段内并没有采样到电 平跳变， 那么计算出的速度就是 0 了， 因此现有技术的测速方法的测量实时性也会降低， 仅 适合于高速测试。 因此， 现有技术的电梯实时测速方法不。
14、适合低速测试， 且测速精度有待提 高。 0004 在电梯启动时， 为了提高整个电梯控制系统在零伺服阶段的控制性能， 需在负载 突变时能及时检测出负载的方向及负载大小， 并通过反馈控制迅速给出与负载平衡的力 矩， 以保证电梯系统在开闸瞬时保证负载平衡， 轿箱不会倒溜， 乘客有较好的舒适感， 从而 提高了电梯控制系统的整体性能。当前电梯控制系统中， 对于高速和低速测速有 M 法、 T 法 及 M/T 法等方法测速， 但是这些测速方法必须经过低通滤波环节后反馈给速度环， 由于滤 波环节的存在， 检测的速度为平均速度， 不是瞬时速度， 对于瞬时负载变化的情况， 整个控 制系统的响应较慢， 不能满足现场。
15、实际应用的需求， 而现有技术中的实时测速方法精度不 高且测试实时性受到限制， 仅适用于高速测试， 而电梯启动时一般速度比较低， 因此现有技 术的实时测速方法不适合。 0005 因此， 现有技术存在缺陷， 需要改进。 发明内容 0006 本发明要解决的技术问题在于， 针对现有技术的上述实时测速方法不适合低速测 试且测速精度不高、 平均测速方法不利于及时的反馈控制的缺陷， 提供一种在电梯低速运 行的情况下能实现实时测速、 且测速精度高的电梯测速方法、 系统以及电梯低速启动控制 方法。 0007 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 构造一种基于正余弦编码器的电梯 说 明 书 CN 10444。
16、4671 A 4 2/7 页 5 测速方法， 用于对低速运行的电梯进行实时测速， 其中， 所述方法包括以下步骤 ： 0008 S1、 间隔预设时间 t 采样正余弦编码器输出的模拟信号， 将当前采样时刻记为 t 采样时刻， 所述模拟信号包括相位相差 90的 A 信号和 B 信号 ； 0009 S2、 读取 t 采样时刻的所述 A 信号的码值 y和所述 B 信号的码值 y， 并根据 所述码值 y和码值 y计算 t 采样时刻的电角度 t； 0010 S3、 根据 t 采样时刻的电角度 t、 前一个 t-1 采样时刻的电角度 t-1计算出 t 采 样时刻对应的预设时间 t 内的电角度增量 t， 并根据。
17、电角度增量 t以及预设时间 t 计算得到当前采样时刻的速度 Vt； 0011 S4、 如果测速没有结束， 则转步骤 S1， 继续下一个采样时刻的测速。 0012 本发明所述的电梯测速方法， 其中， 0013 所述步骤 S1 中， A 信号为正弦波信号， B 信号为余弦波信号 ； 0014 所述步骤 S2 中， 码值 y和码值 y与 t 采样时刻的电角度 t的关系为 ： y sint/ 码值精度， y cost/ 码值精度。 0015 本发明所述的电梯测速方法， 其中， 所述步骤 S2 包括以下子步骤 ： 0016 S20、 确定 A 信号和 B 信号的码值精度等级 ； 0017 S21、 读取。
18、在 t 采样时刻的所述 A 信号的码值 y和所述 B 信号的码值 y， 对 所述码值 y和码值 y进行滤波处理得到码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)； 0018 S22、 将码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)进行去零点处理并转换为双极性码值 ； 0019 S23、 根据步骤 S22 中的双极性码值计算 t 采样时刻的电角度 t， 所述电角度 t 的计算公式为 ： t arctan(Y(A， t)/Y(B， t)。 0020 本发明所述的电梯测速方法， 其中， 所述步骤 S21 中进行滤波处理的公式如下 ： 0021 0022 0023 其中， N 为整数且大于等于 1， 所述 。
19、y(A， t-i)表示 t 采样时刻起往前推移 i 个采样时 刻的 A 信号的码值， y(A， max)表示 A 信号在 t 采样时刻起往前推移 N-1 个采样时刻到当前的 t 采样时刻内的 N 个码值中的最大值， y(A， max)表示 A 信号在 t 采样时刻起往前推移 N-1 个采 样时刻到当前的 t 采样时刻内的 N 个码值中的最小值， y(B， t-i)表示 t 采样时刻起往前推移 i 个采样时刻的 B 信号的码值， y(B， max）表示 B 信号在 t 采样时刻起往前推移 N-1 个采样时刻 到当前的 t 采样时刻内的 N 个码值中的最大值， y(B， min)表示 B 信号在 。
20、t 采样时刻起往前推 移 N-1 个采样时刻到当前的 t 采样时刻内的 N 个码值中的最小值。 0024 本发明所述的电梯测速方法， 其中， 如果 t 采样时刻之前的全部的采样次数总计 不足 N 次， 则缺少的码值均默认为 0。 0025 本发明所述的电梯测速方法， 其中， 所述码值精度等级与A信号或B信号的理论最 大实际幅值和理论最小实际幅值之间的关系为 ： 2M (MAX-MIN)/L， 其中， MAX 代表 A 信号 或 B 信号的理论最大实际幅值， MIN 代表 A 信号或 B 信号的理论最小实际幅值， M 代表码值 精度等级， M 为自然数且 M 6， L 代表码值精度。 说 明 书。
21、 CN 104444671 A 5 3/7 页 6 0026 本发明所述的电梯测速方法， 其中， 0027 所述方法还包括， 在步骤S1之前， 首先转动编码器一圈， 记录采集到的A信号或者 B信号的理论最小实际幅值对应的码值Yoff， 所述步骤S22中的去零点处理包括 ： 将码值Y(A， t)和码值 Y(B， t)均减去码值 Yoff； 0028 所述步骤 S22 中的转换为双极性码值包括 ： 将去零点后的码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t) 的数值分别减去 2M-1。 0029 本发明所述的电梯测速方法， 其中， 0030 所述步骤 S3 中电角度增量 t为 ： t t-t-1； 00。
22、31 速度 Vt的计算公式为 ： Vt t/t， 0032 如果当前采样时刻为第一次采样对应的时刻， 则 t-1为编码器的零点偏移角。 0033 本发明还公开了一种基于所述的电梯测速方法的电梯测速系统， 其中， 所述系统 包括 ： 0034 信号采样模块 ： 用于间隔预设时间采样正余弦编码器输出的模拟信号， 所述模拟 信号包括相位相差 90的 A 信号和 B 信号 ； 0035 码值精度等级确定模块 ： 用于确定 A 信号和 B 信号的码值精度等级 ； 0036 码值读取模块 ： 用于在码值精度等级确定模块限定的码值精度条件下读取信号采 样模块获得的 A 信号和 B 信号的码值 ； 0037 。
23、码值滤波处理模块 ： 用于将码值读取模块读取的码值进行去零点处理并转换为双 极性码值 ； 0038 电角度计算模块 ： 根据码值滤波处理模块得到的双极性码值计算当前采样时刻的 电角度 ； 0039 速度计算模块 ： 根据电角度计算模块得到的当前采样时刻的电角度以及前一个采 样时刻的电角度以及预设时间计算得到当前采样时刻的速度。 0040 本发明还公开了一种电梯低速启动控制方法， 其中， 所述方法包括 ： 0041 S10、 利用所述的电梯测速方法， 获取当前采样时刻电梯的速度 Vt， 计算当前采样 时刻之前对应的预设时间 t 内的位置增量为 ： t-t-1， 并将当前采样时刻之前的所有采 样时。
24、刻对应的位置增量求和得到当前时刻的位置 ； 0042 S20、 根据给定位置和步骤 S10 反馈的当前时刻的位置确定是否需要调整输出的 给定速度， 如果不需要， 则结束， 否则， 调整输出的给定速度 ； 0043 S30、 根据步骤 S20 输出的给定速度和步骤 S10 反馈的速度 Vt控制电流输出进而 调整电梯的速度， 转步骤 S10。 0044 实施本发明的电梯测速方法、 系统以及电梯低速启动控制方法， 具有以下有益效 果 ： 本发明是直接根据模拟信号计算电角度， 由于模拟信号是真实反应电角度变化的， 因 此， 与数字信号换算相比， 精度得到很大的提高， 另一方面， 采样频率越高越有利于速。
25、度的 实时测量， 这与数字信号要求采样频率不能过高相比， 更能体现速度测量的实时性， 延时 小， 收敛快， 且与数字信号不适用于低速测试相比， 本发明的方法更适用于低速测试。 附图说明 0045 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明， 附图中 ： 说 明 书 CN 104444671 A 6 4/7 页 7 0046 图 1 是现有技术测速原理图 ； 0047 图 2 是本发明电梯测速方法中的模拟信号示意图 ； 0048 图 3 是本发明电梯测速方法的最佳实施例的流程图 ； 0049 图 4 是本发明电梯测速系统的最佳实施例的结构框图 ； 0050 图 5 是本发明电梯低速启动控制方法的。
26、原理图。 具体实施方式 0051 为了对本发明的技术特征、 目的和效果有更加清楚的理解， 现对照附图详细说明 本发明的具体实施方式。 0052 电机的速度可以用单位时间内电角度的改变来表示， 因此， 如果能提高电角度测 量的精度， 则能有效提高电极速度测量的精度。 本发明是直接根据模拟信号计算电角度， 因 此， 与数字信号换算相比， 精度得到很大的提高， 另一方面， 由于模拟信号是真实反应电角 度变化的， 因此计算电角度不会限制对采样频率的要求。 0053 本发明采用的正余弦编码器为海德汉 1387 编码器， 其输出的模拟信号包括 A、 B、 R、 C、 D 信号。其中， A 信号和 B 信号。
27、相位相差 90， 即延迟 1/4 周期， 根据延迟关系可以区 别正反转 ； C 信号为单圈信号， 即编码器每转一圈发出一个周期的 C 信号。对于海德汉 1387 编码器， 编码器每转一圈， A 信号和 B 信号的周期数分别为 2048 个， A 信号为正弦波 sin， B 信号为余弦波 cos， 表示电角度。电梯电机的速度不同， 则编码器每转一圈对应的 A 信号输出 2048 个正弦波的时间也就不同。 0054 对于正弦波 sin 和余弦波 cos 来说， 虽然根据波形幅值通过反正弦或者反 余弦运算可以得到对应的角度， 但是由于 sin 和 cos 都是非单调函数， 因此， 并不能 准确的判断。
28、某个波形幅值对应的电角度， 因此将 A 信号和 B 信号， 经过数学处理得到单 调的正切函数 ： tan sin/cos， 再进行反正切运算即可确定电角度增量 ： arctan(sin/cos)。 0055 下面结合图 2 和图 3， 介绍方法涉及的具体步骤， 本发明的方法适用于对低速运行 的电梯进行实时测速， 例如采用 DSP 与正余弦编码器连接， DSP 内编程实现以下步骤， 具体 包括 ： 0056 S1、 间隔预设时间 t 采样正余弦编码器输出的 A 信号和 B 信号， 将当前采样时刻 记为 t 采样时刻。 0057 最佳实施例中预设时间 t 为 100s， 即每隔 100s 采样一次。
29、， 上述提到， 最后 是要经过反正切函数得到计算电角度的， 因此， 预设时间 t 不能超过一个正弦波或余弦 波的周期。一般的同步机运行的最高速度不超过 300 转 /s， 即 0.0005 转 /100s， 则 A 信 号在一个预设时间 t 内的正弦波的个数为 ： 0.0005 转 /100s2048 个 / 转 1.024 个 /100s。可见， 即使取最高速度， A 信号在预设时间 t 内也才对应 1.024 个周期， 因此对 于低速运行的电机来说， 不用担心预设时间 t 超过一个 A 信号的一个周期。 0058 S2、 参考图 2 和图 3， 最佳实施例中， 步骤 S2 包括以下子步骤 。
30、S20-S23 ： 0059 S20、 确定 A 信号和 B 信号的码值精度等级 ； 0060 码值精度等级决定了码值精度， 所述码值精度等级与 A 信号或 B 信号的理论最大 实际幅值和理论最小实际幅值之间的关系为 ： 2M (MAX-MIN)/L， 其中， MAX 代表 A 信号或 B 说 明 书 CN 104444671 A 7 5/7 页 8 信号的理论最大实际幅值， MIN 代表 A 信号或 B 信号的理论最小实际幅值， M 代表码值精度 等级， M 为自然数且 , 优选为 M 6， L 为 L 为码值精度。即将正弦波 ( 和余弦波 ) 的理论 最大实际幅值和理论最小实际幅值之间的距。
31、离分成 2M份。由于理论最大实际幅值和理论 最小实际幅值之间的距离是固定的， 因此， M 越大， 对应的 L 越小， 计算电角度的精度也就越 高。 0061 S21、 读取在 t 采样时刻的所述 A 信号的码值 y和所述 B 信号的码值 y， 对 所述码值 y和码值 y进行滤波处理得到码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)； 0062 码值 y和码值 y与 t 采样时刻的电角度 t的关系为 ： 0063 y sint/ 码值精度， y cost/ 码值精度 ； 0064 因此， 0065 y/y sint/cost tant， 0066 则， t arctan(y/y) (A) 0067 。
32、S22、 将码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)进行去零点处理并转换为双极性码值 ； 0068 虽然步骤S21中的公式(A)就可以计算出电角度， 但是为了提高数据的可靠性， 所 述步骤 S2 在计算电角度 t之前还包括对所述码值 y和码值 y进行滤波处理得到 码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)， 0069 所述滤波处理的公式如下 ： 0070 0071 0072 对应的， 电角度 t的计算公式也就相应的更新为 ： 0073 t arctan(Y(A， t)/Y(B， t) (B) 0074 其中， N 为整数且大于等于 1， 优选为 10， 所述 y(A， t-i)表示 t 采样。
33、时刻起往前推移 i 个采样时刻的 A 信号的码值， y(A， max)表示 A 信号在 t 采样时刻起往前推移 N-1 个采样时刻 到当前的 t 采样时刻内的 N 个码值中的最大值， y(A， min）表示 A 信号在 t 采样时刻起往前推 移 N-1 个采样时刻到当前的 t 采样时刻内的 N 个码值中的最小值， y(B， t-i)表示 t 采样时刻 起往前推移 i 个采样时刻的 B 信号的码值， y(B， max)表示 B 信号在 t 采样时刻起往前推移 N-1 个采样时刻到当前的 t 采样时刻内的 N 个码值中的最大值， y(B， min)表示 B 信号在 t 采样时 刻起往前推移 N-1。
34、 个采样时刻到当前的 t 采样时刻内的 N 个码值中的最小值。 0075 即当前的 t 采样时刻的码值 y与前面连续的 N-1 个时刻的码值进行平均滤波 处理得到 t 采样时刻的码值 Y(A， t)， 对于最开始的几次采样， 由于其前面采样的次数并不足 N-1个， 因此如果当前时刻之前的全部的采样次数总计不足N次， 则缺少的码值均默认为0， 虽然如此计算对于初始时刻的码值读取误差很大， 但是预设时间 t 为 100s， 采样频率 很高， 开始时刻的速度计算误差对整个后续过程的实时测速过程来说， 这种误差是可以忽 略的。 0076 进一步的， 由于其他波动的影响， 获取到的码值并不是理论上的码值。
35、。因此， 对滤 波处理得到的码值Y(A， t)和码值Y(B， t)有必要进行去零点处理， 参考图2， 最佳实施例中， 码值 说 明 书 CN 104444671 A 8 6/7 页 9 精度等级确定为 10， 则理论上对应的一个正弦波或者余弦波的最大值和最小值对应的码值 分别为 ： 2048 和 0。但是由于其他扰动影响， 最大值和最小值对应的实际码值可能为 ： 2148 和 100。因此， 再进行测速之前， 需要先找出误差。 0077 具体方法为 ： 在步骤S1之前， 首先转动编码器一圈， 记录采集到的A信号或者B信 号的理论最小实际幅值对应的码值 Yoff， 所述去零点处理包括 ： 将码值。
36、 Y(A， t)和码值 Y(B， t)均 减去码值 Yoff。 0078 例如， 某个时刻滤波处理得到的码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)分别为 2011 和 612， 则如 果 Yoff为 100， 则去零处理后的码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)分别为 1911 和 512。 0079 但是， 上述去零点处理后的码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)是没有区分正负的， 不能直接进 行反正切运算。因此需要将 Y(A， t)和码值 Y(B， t)再转换为双极性码值。转换为双极性码值包 括 ： 将去零点后的码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)的数值分别减去 2M-1。 。
37、0080 例如， 上述的经过去零点处理后的码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)分别为 1911 和 612， 则 码值 Y(A， t)和码值 Y(B， t)转换为双极性码值 ： 1911-1024 和 612-1024， 即为 ： 887 和 -512。 0081 值得注意的是， 码值精度等级越高， 干扰的影响就越大， 所以最佳实施例中设置了 专门的平均滤波步骤S22。 如果将步骤S20的码值精度等级稍微降低， 则可以省去该滤波步 骤 S22。例如， 最佳实施例中， 码值精度等级优选的 10， 干扰是通过步骤 S22 的平均滤波处 理掉， 也可以将码值精度等级稍微降低改为 8 或者 9，。
38、 而省掉平均滤波步骤 S22。 0082 S23、 根据步骤 S22 中的双极性码值计算 t 采样时刻的电角度 t。 0083 最后， 将上述步骤S22中得到的双极性码值代入公式(B)中， 进行反正切运算得到 的电角度为 arctan(-887/512) 60。 0084 S3、 根据 t 采样时刻的电角度 t、 前一个 t-1 采样时刻的电角度 t-1计算出 t 采 样时刻对应的预设时间 t 内的电角度增量 t， 并根据电角度增量 t以及预设时间 t 计算得到当前采样时刻的速度 Vt； 0085 电角度增量 t为 ： t t-t-1； 速度 Vt的计算公式为 ： Vt t/t ； 0086 。
39、如果当前采样时刻为第一次采样对应的时刻， 则 t-1为编码器的零点偏移角。 0087 参考图 4， 本发明还公开了一种基于本发明所述的电梯测速方法的电梯测速系统， 所述系统包括 ： 0088 信号采样模块 ： 用于间隔预设时间采样正余弦编码器输出的模拟信号， 所述模拟 信号包括相位相差 90的 A 信号和 B 信号。 0089 码值精度等级确定模块 ： 用于确定 A 信号和 B 信号的码值精度等级 ； 0090 码值读取模块 ： 用于在码值精度等级确定模块限定的码值精度条件下读取信号采 样模块获得的 A 信号和 B 信号的码值 ； 0091 码值滤波处理模块 ： 用于将码值读取模块读取的码值进。
40、行去零点处理并转换为双 极性码值 ； 0092 电角度计算模块 ： 根据码值滤波处理模块得到的双极性码值计算当前采样时刻的 电角度 ； 0093 速度计算模块 ： 根据电角度计算模块得到的当前采样时刻的电角度以及前一个采 样时刻的电角度以及预设时间计算得到当前采样时刻的速度。 0094 本发明还公开了一种电梯低速启动控制方法， 参考图 5， 该方法基于电梯系统实 说 明 书 CN 104444671 A 9 7/7 页 10 现， 电梯系统包括 ： 电梯测速系统 200、 控制系统 100、 正余弦编码器、 电机 ； 其中电梯测速系 统 200 为上述的电梯测速系统， 不同的是， 电梯测速系统。
41、 200 还包括位置计算模块 ； 0095 本发明的方法包括以下步骤 ： 0096 S10、 控制系统 100 的速度计算模块计算出当前采样时刻电梯的速度 Vt， 位置计算 模块计算当前采样时刻之前对应的预设时间 t 内的位置增量为 ： t-t-1， 并将当前采样 时刻之前的所有采样时刻对应的位置增量求和得到当前时刻的位置， 并分别将速度 Vt反馈 给速度模块， 当前时刻的位置反馈给位置模块 ； 0097 S20、 位置模块根据给定位置和步骤 S10 中的位置计算模块反馈的当前时刻的位 置， 确定是否需要调整输出的给定速度， 如果不需要， 则结束， 否则， 调整输出的给定速度 ； 0098 S。
42、30、 速度模块根据步骤S20输出的给定速度和步骤S10中的速度计算模块反馈的 速度 Vt控制电流模块的电流输出， 进而调整电梯的速度， 转步骤 S10。 0099 综上所述， 本发明是直接根据模拟信号计算电角度， 由于模拟信号是真实反应电 角度变化的， 因此， 与数字信号换算相比， 精度得到很大的提高， 另一方面， 采样频率越高越 有利于速度的实时测量， 这与数字信号要求采样频率不能过高相比， 更能体现速度测量的 实时性， 延时小， 收敛快， 且与数字信号不适用于低速测试相比， 本发明的方法更适用于低 速测试。 0100 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述， 但是本发明并不局限于上述的具体 实施方式， 上述的具体实施方式仅仅是示意性的， 而不是限制性的， 本领域的普通技术人员 在本发明的启示下， 在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下， 还可做出很多 形式， 这些均属于本发明的保护之内。 说 明 书 CN 104444671 A 10 1/3 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104444671 A 11 2/3 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104444671 A 12 3/3 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 104444671 A 13 。