模糊控制在群控电梯中的应用

模糊控制

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模糊控制在群控电梯中的应用!

唐新宇"王

萍"任智华

天津工业大学信息与通信工程学院"天津$#%%&’%(

摘

要)介绍了模糊控制在群控电梯中的应用"阐述了群控电梯模糊控制系统的工作原理及结构"说明采用模糊控

制方法"可提高电梯的利用效率"减少乘客的平均等待时间*

关键词)模糊控制+群控电梯+隶属度

中图分类号)./$*1,-

文献标识码)2文章编号)&’/&3%.1#.%%.(%&3%%’53%.4

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)++lA9m;>B@ZNiiMWXL^\XYP\XNhWXL^\XYaYadU^X\_aP\aaXZUhhYKWUnKYK^M

模糊控制技术是近代控制理论中的一种新颖的高级控制方法"是智能控制的一个分支*模糊现象普遍存在"如o长与短p高与矮p等*模糊控制通过模拟人的qo思维推理和综合决定"利用o模糊规rr,rrp[ZTaL则来表达不确定性知识和经验"提高控制算法的可控性q适应性和合理性*模糊控制是将自然语言转化为计算机所能接受的算法语言"并模拟人的思维方法"对被

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控过程进行有效的确定性的控制s*

哪个轿厢被分配去响应呼叫的"但计算函数的确定相对困难"计算量大"且控制缺乏柔性*

应用模糊控制原理"使用知识库的系统即可克服这个缺点*该知识库由规则库和数据库组成"它可以提使在客流变供很多种决定轿厢分配的模糊控制规则"

化时"基于一个合适的规则去控制电梯*其原理及结构图如图&和图.所示

*

梯群程序控制电梯#群控电梯(是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯*它可使多台电梯集中排列"共用厅外召唤按钮"按确定程序集中调度和控

.t制s其控制程序可分为上行高峰状态运行q上下行平*

衡状态运行和下行高峰状态及闲散状态运行*当有乘客呼叫电梯时"根据控制程序"其中的一个轿厢即响应呼叫并载客前往目的层*采用模糊控制"可以得到较好的控制效果*

u系统结构原理

下面将以$台电梯为例"说明模糊控制在其中的应用*一般的群控电梯控制系统是用计算函数来确定

唐新宇#女"辽宁省本溪市人"讲师*!收稿日期).%%&3%+3&5作者简介)&+’$,("

模糊控制

!模糊规则库的结构及作用

%&

!"#规则描述$

每个规则均可以用下面的形式来描述’

()*$条件+&,-.*$条件/&01$

条件2&3443567-*$程序+&8$程序/&443该电梯控制的模糊规则9:可以用语言描述如下’()

*$在上面楼层有一个呼叫&,-.$有一个电梯*;

3已经向上运行&,-.$如果它被分配不会产生长时间等待&3567-*$电梯*<3

为候选电梯&8$从候选电梯中根据计算函数选择被分配的轿厢&3!"!规则的隶属函数

上面每个规则的条件都可以用其隶属函数来描

述8隶属函数可借助常见模糊分布及专家经验获得$=&

"

如’乘客等待时间可分为短>中>长8分别表示其候梯时间短>候梯时间居中和候梯时间长8则乘客等待时间的隶属函数如图2所示"其中?@A>?AB>?CD分别表示乘客平均等待时间为短>中>长的隶属函数

"

模糊控制

中的数转换成%再更新显示缓冲区并调!""#$&’码(

显示子程序显示出来即可)

!*$脉冲的输出

根据输入的参数计算出脉冲的周期(进而确首先(

定匀速时的定时初值)其次(根据纸距计算出总的步数(并确定各阶段!加速+匀速和减速$的步数)为了简化计算(节省单片机的工作时间(将步数和脉冲周期的计算公式作为子程序来调用(具体做法如下,

同一个定时器的话(则执行定时器中断的服务程序所也就是说(第占用的时间将会超过匀速时脉冲的宽度(

第?次中断就已经到-次中断服务程序还没有结束(

这会使程序无法正常运行)因此(本设计中变速来了(

时的脉冲用定时器C/产生(而匀速时的脉冲用定时器C-产生)在本系统中定时器的初值只用-个字节就足够了(所以使用方式?自动恢复初值方式$工作(!

这样可减少中断服务程序的执行时间)

已知电机每转-周需./(///个脉冲(进给轮的半径为01-./22)设输入转速为3!45267$(输入纸距为8!22$(单片机输出给步进电机的脉冲频率为9!个脉冲5:

$(则,913;.

////个脉冲5</:1!3;.////5</$个脉冲5:

周期=1-591!</;-/<

>:$5!.////3$

1!-?//53$>:

又,由上面的已知条件可知(步进电机转过-22的距离需要.////5?@01.*)/.!个脉冲$(所以总步数为A1.*)/.;8!个脉冲$(

结果只保留整数)由以上公式就能很快计算出定时周期和总步数)假设输入的转速为-//45267

(纸距为*//22(则,=1!-?//5-//$>:1-?>:A1.

*)/.;*//个脉冲1-.B-.个脉冲)由于匀速阶段的周期较小(如果变速和匀速都用!上接第<<页

$

D结束语

微机控制不干胶印刷系统可直接用数字信号去控制步进电机(不必进行数5模转换(精度较高E因为设计了一个简洁的人F机对话界面(可根据用户不同要求进行选择(减少了工作时的人工干预(提高了效率)参考文献,

G-H张友德(

赵志英(涂时亮I单片微型机原理+应用与实验!修订版$GJH

I上海,复旦大学出版社(-BB<)G?H潘新民I微型计算机控制技术GJH

I北京,人民邮电出版社(-BKK)

G*H马崇良I单片微型计算机原理及应用GJH

I北京,中国纺织出版社(-BB<)

GLH陈汝全(林水生I实用微机与单片机控制技术GJH

I成都,电子科技大学出版社(-BB*)<K)

模糊控制

模糊控制在群控电梯中的应用

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

唐新宇， 王萍， 任智华

天津工业大学,信息与通信工程学院,天津,300160天津工业大学学报

JOURNAL OF TIANJIN POLYTECHNIC UNIVERSITY2002，21(1)10次

参考文献(4条)

1.王敬东 模糊逻辑控制--新颖的智能控制技术 2001(01)2.吴国政 电梯原理、使用、维修 19993.诸静 模糊控制原理与应用 1995

4.Hirota K Industrial Applications of Fuzzy Technology 1993

相似文献(6条)

1.期刊论文 董骊.DONG Li 基于模糊控制的群控电梯调度算法研究 -长春工程学院学报（自然科学版）2009,10(2)

在分析模糊综合评判决策的数学基础上.针对大多数的群控系统采用单一评价指标的厅层呼叫方式来调度电梯,建立了多目标模糊控制的数学模型.对电梯群控系统的输入量进行分析计算,选择合适的隶属函数,提出了基于多个评价指标的模糊综合评判群控算法.在不同的交通模式下对评价指.标赋予不同的权重,并对综合评价函数进行计算,通过模糊推理得到合适的派梯结果,达到使乘客满意并节约能耗的目的.对所提出的群控算法进行了仿真分析.

2.期刊论文 梁正峰.王磊.LIANG Zheng-feng.WANG Lei 一种基于多规则加权的群控电梯模糊控制算法 -电气传动自动化2005,27(4)

提出了一种基于多规则加权的群控电梯模糊控制算法,阐述了群控电梯模糊控制系统的工作原理及结构,证明了此模糊算法的可行性和有效性,指出了其在提高电梯利用效率等方面的作用.

3.期刊论文 高建立.马福军.GAO Jian-li.MA Fu-jun 神经网络和模糊控制在电梯群控中的应用 -机电工程2005,22(9)

针对电梯群控的多目标性、非线性、不确定性,综合考虑了电梯运行的评价标准、神经网络和模糊控制的特性.用神经网络的学习机制为模糊控制器自动提取模糊规则、调整模糊规则提供智能化基础,提高了电梯群控的智能性,使电梯应答更趋合理,防止群控电梯聚堆和忙闲不均情况的发生,大大减少了平均候梯时间和长候梯率.仿真实验及初步应用结果表明这种电梯调度方法是有效的.

4.期刊论文 董骊.申群太.Dong Li.Shen Quntai 高层建筑群控电梯应急疏散调度算法的研究 -福建工程学院学报2007,5(6)

高层建筑的电梯不仅能够用于正常的客流运输,而且也能够在应急情况下用于紧急疏散.文章将电梯的应急疏散作用纳入电梯群控系统,提出静态分区与基于模糊控制的多目标优化算法结合的调度方法.介绍了高层建筑应急疏散的特点以及算法的思想,并通过仿真试验验证了算法的有效性.

5.期刊论文 万健如.刘春江.刘洪池 基于前向神经网络最佳派梯智能控制 -系统工程与电子技术2003,25(4)

通过对安装在大楼内的多台电梯进行智能调度,可有效节约能源、提高电梯的使用效率、缩短乘客等候时间.按照以人为本的原则,基于前向神经网络控制方法,根据群控电梯的主要性能指标构造评价函数;通过比较每部电梯评价函数值的大小,实现最佳派梯控制.仿真运行结果表明了本方法的可行性.与常用的模糊控制方法相比,该方法可使候梯时间缩短,电梯起停次数减少,能源损耗降低,实际应用效果良好.

6.学位论文 陈锡俊 基于ARM处理器和CAN总线的模糊群控电梯系统设计及研究 2004

电梯群控系统是同一建筑物内多台电梯的优化调度系统，它包括群控电梯主控制器单元、厅外呼梯控制器单元和轿厢控制器单元。电梯群控系统遵循一组确定的派梯策略规则，对多台电梯进行集中统一的控制。随着高层建筑的不断发展，人们对电梯服务质量提出越来越高的要求，要求缩短人们的候梯时间，减少能量损耗。本论文综合考虑电梯运行的评价标准，建立起群控系统(EGCS)的评价函数，并应用模糊逻辑构造模糊群控算法，提高调度的智能性。同时为提高系统的预测性，改善调度性能，对模糊算法进行了优化，并推导了中心值、宽度的优化算法。

ARM处理器具有高性能、低功耗、低成本的优点，在工业控制、家电产品中得到广泛应用。本文选用samsung公司的S3C4510B为主控制器，采用CAN总线建立通讯网络，设计并开发了模糊群控电梯的硬件平台。论文叙述了系统的设计目标、功能和总体结构，进行了电梯控制系统中的主控、呼梯、轿厢各单元的软、硬件开发，着重论述了CAN总线通讯在群控电梯上的应用，并对CAN总线通讯加以优化，使电梯达到最优性能，以减少乘客的侯梯时间，提高梯群的客流输送能力，提高电梯服务质量。

本文的软件设计借助于嵌入式系统的控制思想，系统采用以电梯运行状态为基础，调度程序为核心的一套控制方式。即在软件设计时按照电梯的运行状态划分为一个个独立的任务，如呼梯响应任务、运算派梯任务、开关门任务等，通过采用一个专门的调度程序，分配、调度和管理这些任务，实现电梯的运行。

引证文献(10条)

1.魏永涛 基于web的电梯远程监控软件设计与电梯群控策略研究[学位论文]硕士 20062.魏永涛 基于web的电梯远程监控软件设计与电梯群控策略研究[学位论文]硕士 20063.刘意杨 基于蚁群模糊神经网络的电梯群控智能调度方法的研究[学位论文]硕士 20064.何斌 电梯群控系统设计与应用[学位论文]硕士 20065.胡健 基于N：N网络的电梯群控系统设计[学位论文]硕士 2005

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6.林琳 群控电梯多目标智能最优调度算法的研究[学位论文]硕士 20057.王松青 基于模糊控制技术的电梯群控最优调度策略研究[学位论文]硕士 20058.薛耀锋.袁景淇 先进过程控制技术及应用[期刊论文]-自动化博览 2004(6)9.周玮 电梯群控系统的调度算法研究[学位论文]硕士 200410.周玮 电梯群控系统的调度算法研究[学位论文]硕士 2004

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