【正文】 時間段設置權系數(shù) Wl、 WZ、 W W4 的值，然后計算每臺電梯對于該呼 梯信號的模糊推理的輸入量的值 ,并將其模糊化，再通過模糊推理計算四個評價標準的值，然后代入到評價函數(shù)計算出各臺電梯對于該呼梯信號的評價函數(shù)值 Si，最后對各臺電梯評價函數(shù)進行比較，選取評價函數(shù)值最小的電梯去應答該呼梯信號。 表 46 求 AWT 適應度的控制規(guī)則 HCWT CV UR SAWT L L S L L M S M L S S S M L S VL M M S L M S S M S L S VL S M S VL S S S L L L M M L M M S 4基于模糊控制技術的電梯調度方法 化工學院學院化工機械 19 L S M VS M L M L M M M M M S M S 續(xù)表 S L M VL S M M L S S M M L L L S L M L VS L S L VS M L L S M M L S M S L VS S L L M S M L S S S L VS (4)運行能耗 RPC 的推理規(guī)則 電梯在加減速過程中的能耗較大，電梯的起停次數(shù)對電梯能耗影響較大。 模糊控制規(guī)則 ： 在求 ART 和 LWP 時模糊 控制器的輸入量有兩個，控制規(guī)則的基本結構為 if A and B then C,在求AWT 和 RPC 時模糊控制器的輸入量有三個，控制規(guī)則的基本結構為 if A and B and C then D。 式中 mindistance 為呼梯層站與電梯可能?？繉诱镜淖钚【嚯x， floorhigh 為建筑物每層的高度。下班高峰時段權系數(shù)設置和上班高峰時段類似。系統(tǒng)把減小平均候梯時間 (AWT)、減小平均乘梯時間 (ART)、減小長時間候梯率 (LWP)和減小運行能耗(RPC)這四個目標作為電梯調度的原則，群控系統(tǒng)通過綜合考慮以上四個目標來實現(xiàn)電梯調度。群控系統(tǒng)時時掃描層站呼梯信號列表，當發(fā)現(xiàn)新的呼梯信號后，模糊派梯調度模塊首先會接收新產(chǎn)生的呼梯信號，并從電梯狀態(tài)信息模塊中 調取各臺電梯的位置、內選信號 、 轎廂的剩余容量、當前運行方向信息 。但是人們在實際應用中總結了大量的經(jīng)驗和專門知識，這些經(jīng)驗和知識可以用規(guī)則進行描述，用以控制電梯系統(tǒng)。 評價系統(tǒng)直接計算系統(tǒng)的控制指標，由于存在大量不確定因素和不準確數(shù)據(jù)，使控制目標的計算不準確，計算誤差直接反映在計算結果中，影響系統(tǒng)的控制性能。 電梯群控系統(tǒng)就是在滿足乘客候梯時間最小、乘梯時 間最小的前提下，將系統(tǒng)能耗降到最低。雖然發(fā)展很快，同國外先進國家相比，還有很大的差距，尤其是其實際應用方面。模糊控制一般具有以下特點： （ 1）模糊工程的計算方法雖然是運用模糊集合理論進行的模糊算法，但最后得到的是確定性的 !定量的條件語句。它是以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎的一種計算機數(shù)字控制方法。 （ 4）非線性 電梯交通系統(tǒng)存在著非線性： 轎廂對同一呼梯，在不同的時間標度下，分配是不同的，其變化是不連續(xù)的 ； 轎廂容量是有限的，當轎廂容量達到飽和點時，轎廂會不停而過 ； 所能分配的轎廂數(shù)目有限，受系統(tǒng)所有轎廂數(shù)目的限制 ； 對于所有層站的呼梯最小候梯時間 的設定而言，考慮最短的時間尺度和較長的時間尺度是不同的。電梯?？康拇?數(shù)越多，消耗的電能就越大。 建筑物內與環(huán)境因素有關的、變化的交通狀況是不確定的。群控系統(tǒng)要對大廈中電梯系統(tǒng)所處的交通狀況進行分析，比如客流量以及客流分布、電梯狀態(tài)以及電梯分布等，通過分析可以對乘客呼 叫、轎廂人數(shù)、電梯下一站響應情形等進行預測，然后根據(jù)一定的規(guī)則和策略對各梯工作進行協(xié)調調度，使電梯系統(tǒng)得到最優(yōu)的運行。電梯群控系統(tǒng)派梯策略與乘客的平均候梯時間、平均乘梯時間 !、長候梯率、系統(tǒng)能耗等性能評價指標息息相關，直接影響電梯群控系統(tǒng)的服務數(shù)量和服務質量，因此選擇一套性能良好的電梯群控系統(tǒng)派梯策略是至關重要的。同時可以通過該系統(tǒng)對電梯群控系統(tǒng)的相關參數(shù)進行配置，實現(xiàn)后臺管理。人工智能的出現(xiàn) ,使人們在研究方向上做出了一定的轉變， 從過去研究電梯交通系統(tǒng)的統(tǒng)計特性到如今更多地利用人工智能技術來研究電梯交通系統(tǒng)的動態(tài)特性，目的是更好地提高電梯群控系統(tǒng)的運行效率。使用繼電控制可以實現(xiàn)電梯的無司機運行，但其控青海大學本科畢業(yè) 設計： 電梯群控系統(tǒng)模糊控制技術的研究與設計 4 化工學院學院化工機械 制的主要目標是實現(xiàn)系統(tǒng)的順序運行，運行效率較低 ， 維護也較復雜。 根據(jù)電梯的用途，目前電梯的基本可分為： (1) 乘客電梯： 為運送乘客設計的電梯，要求有完善的安全設施以及一定的轎內裝飾； (2) 載貨電梯：主要為運送貨物而設計，通常有人伴隨電梯； (3) 醫(yī)用電梯： 為運送病床、擔架、醫(yī)用車而設計的電梯，轎廂具有長而窄的特點； (4) 雜物電梯： 供圖書館、辦公樓、飯店運送圖書、文件、食品等設計的電梯 ； (5) 觀光電梯： 轎廂壁透明，供乘客觀光用的電梯； (6) 車輛電梯： 用作裝運車輛的電梯； (7) 船舶電梯： 船舶上使用的電梯； (8) 建筑施工電梯： 建筑施工與維修用的電梯； (9) 其它類型的電梯： 除上述常用電梯外，還有些特殊用途的電梯。 隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，智能小區(qū)越來越多，并向高層化和大型化方向發(fā)展，對群 控電梯的服務性能提出了更高的要求。 analysis of the fuzzy control technique applied to the EGCS feasibility and necessity. Constructed elevator dispatching the goal of prehensive evaluation function, the average waiting time will be less, less the average riding time, less energy consumption three important goals as a weighted average of the evaluation function, and according to the weighting coefficient, to achieve optimal control of elevator group。結果證明，基于模糊控制技術的電梯群控系統(tǒng)的平均候梯時間、平均乘梯時間以及系統(tǒng)能耗比傳統(tǒng)的集選控制系統(tǒng)相比都有了明顯的降低，充分說明了基于模糊控制技術的群控算法的有效性和可行性。 由于電梯群控 系統(tǒng)具有不確定性、多目標性、擾動性、非線性以及信息的不完備性等特點，無法建立其控制對象的精確數(shù)學模型，這也正是無法將傳統(tǒng)控制技術很好地應用在電梯群控中的根本原因。 目 錄 化工學院學院化工機械 3 2 電梯及其群控技術 電梯及其種類 電 梯的定義為：用電力拖動的轎廂運行于鉛垂的或傾斜不大于 15176。 表 11 電梯群控技術發(fā)展 發(fā)展階段 硬件 控制技術和研究重點 1971 年以前時期 繼電器 區(qū)間指派 1971 一 1975 集成電路 控制候梯時間 1975 一 1988 計算機控制 通過控制綜合評價函數(shù) ,重點研究系統(tǒng)的動態(tài)性能 1988 一至今 計算機及網(wǎng)絡 神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊控制、專家系統(tǒng)等智能算法 1971 年前是電梯群控技術的最初階段 ,采用的是繼電器順序控制。這一階段著重研究電梯群控系統(tǒng)的動態(tài)特性，控制方式主要是最小候梯時間控制和綜合評價函數(shù)控制。電梯群控控制模塊接收轎外 呼梯信號，根據(jù)派梯策略算法的處理結果將呼梯信號分配給各單梯控制模塊，單梯控制模塊根據(jù)各電梯狀態(tài)、分配的轎外呼梯信號 !轎內呼梯信號等對電梯進行運行控制。電梯群控模塊的核心任務是實現(xiàn)電梯群的協(xié)調控制和優(yōu)化調度。調度模塊根據(jù)各梯的當前狀態(tài)信息，采用一定的調配策略，用算法分析出哪臺梯響應此呼叫信號會使電梯系統(tǒng)得到最優(yōu)的性能，比如響應時間最短或者系統(tǒng)能耗最小等，再將此廳外呼叫信號分配給該電梯控制器。電梯群控系統(tǒng)的特點包括：不確定性、多目標性、擾動性、非線性以及信息的不完備性。統(tǒng)計表明，乘客的煩躁程度是與乘梯時間成正比的，如果乘客的乘梯時間過長，就會造成乘客的煩躁不安，所以乘客的乘梯時間需要保持在一定的范圍內。 轎廂內擁擠度要求低 轎廂內擁擠度給乘客所帶來的不便是顯而易見的。這會導致對轎廂內擁擠度和對乘客候梯時間的預測不準確，增加系統(tǒng)控制的難點。例如汽車控制系統(tǒng)、電梯升降機控制系統(tǒng)、交通燈指揮控制系統(tǒng)。目前，模糊控制是通過計算機來實現(xiàn)的，模糊規(guī)律經(jīng)過運算，最后進行確定性的控制。模糊控制器的構成原理如圖 31 所示。 電梯群控系統(tǒng)是一個多目標的協(xié)調控制系統(tǒng)，控制目標多，而且各目標之間相互關聯(lián)，相互沖突。 （ 1）電梯群控系統(tǒng)中存在著大量的不確定性、非線性、擾動性和不準確性因素，這使得派梯系統(tǒng)不能獲得準確的數(shù)據(jù)，在獲得的數(shù)據(jù)中摻雜著各種擾動信號。 本章主 要介紹了模糊控制的發(fā)展概況和基本原理。早期的電梯群控系統(tǒng)大多以減小平均候梯時間和減小平均乘梯時間為原則進 行電梯調度，這種調度方式的優(yōu)點是電梯群運送乘客的效率高，乘客可以用乘客到達 電梯狀態(tài)信息 到達目的層站 層站呼梯 信號列表 模糊控制器 電梯運行 青海大學本科畢業(yè) 設計： 電梯群控系統(tǒng)模糊控制技術的研究與設計 14 化工學院學院化工機械 最短時間到達目的層，但這種調度方式?jīng)]有考慮電梯內乘客的擁擠程度和運行能耗問題，在客流高峰時段容易發(fā)生電梯群內的電梯運行不均衡，一臺或幾臺電梯運行頻繁而其余電梯相對閑置的問題。 由評價函數(shù)表達式可知，權系數(shù) Wi 的值決定了各控制目標在評價函數(shù)中占的比重，如果對某個控制目標定義了一個較大的權系數(shù)，則電梯召喚的分配就受該控制目標的變化影響較大，電梯調度也就主要按照該目標進行。 maxHCWTi：分配給第 i 臺電梯的所有召喚信號的最大等待時間。 HCWT 的模糊化及隸屬函數(shù)： 客的候梯時間小于 20 秒乘客的心 理狀態(tài)是良好的，當候梯時間在 40 秒左右時是尚可接受的，當候梯時間超過 60 秒乘客會感覺不耐煩。用輸入變量 CV 和 maxHCWT 可以推理得到 LWP 的適應度，共 9 條規(guī)則，如表 45 所示 。前提的可信度之間通過取小運算，得到每一條規(guī)則總前提的可信度為： 規(guī)則 1 前提的可信度 :min(， )= 規(guī)則 2 前提的可信度 :min(， )= 規(guī)則 3 前提的可信度 :min(， )= 規(guī)則 4 前提的可信度 :min(， )= 每條規(guī)則 的可信度輸出，見表 47： 表 47 規(guī)則的可信度輸出表 SLWP maxHCWT L M（ ） S() CV L（ ） 0 μL（ LWP）= μL（ LWP）= M（ ） 0 μM（ LWP）= μL（ LWP）= S 0 0 0 (5)模糊系統(tǒng)總的輸出 模糊系統(tǒng)總的可信度為各條規(guī)則可信度推理結果的并集 ,即 μ0(LWP)=max{μL(， μVL()， μM(0,25)， μL()} =max{μL()， μvL()， μM()} （ 9）反模糊化 模糊系統(tǒng)總的輸出 μo(LWP)是 3 個規(guī)則推理結果的并集，需要進行反模糊化，才能得到精確的推理結果。 4)下行呼梯信號產(chǎn)生時刻列表 (down_arrive_time)：儲存每次下行呼梯信號產(chǎn)生的時刻，此列表是一個 1 維數(shù)組，其大小可根據(jù)仿真預先設定的下行呼梯信號個數(shù)而定。 群控仿真主控制程序由乘客到達處理程序、呼梯信號處理程序和電梯運行控制程序組成，群控仿真主控制程序流程如圖 52 所示，具體描述如下： 當有乘客到達層站產(chǎn)生新的呼梯信號時，主控制程序首先會調用乘客到達處理程序登記新的呼梯信號并記錄乘客的到達時刻，隨后呼梯信號處理程序會根據(jù)模糊控制規(guī)則指派一臺電梯去應答這個呼梯信號，最后電梯運行控制程序根據(jù)相應的規(guī)則控制各臺電梯上下運行。 3)判斷電梯當前所在層站及位于電梯當前位置以上的層站是否有下行的呼梯信號需要這臺電梯去應答，如果有執(zhí)行 (l)的操作，如果沒有執(zhí)行 (2)的操作。 電梯下行控制程序流程如圖 58 所示 ,具體描述如下： 1)首先讀取電 梯在井道中的位置，判斷電梯是否需要停站，如果需要停站則進入停站處理程序(停站處理程序流程圖見圖 510)，執(zhí)行相應的處理后程序再向下執(zhí)行。如果沒有， car_direetion(n)=。 3)判斷電梯當前所在層站及位于電梯當前位置以下的層站是否有上行的呼梯信號需要這臺電梯