基于模糊控制的电梯群控算法研究.doc

苏州大学硕士学位论文基于模糊控制的电梯群控算法研究姓名：王春彦申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：刘文杰20090501 基于模糊控制的电梯群控算法研究中文摘要中文摘要 ����������琲��������������� �������������，���������������������：��� 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明本人承担本声明的法律 基于模糊控制的电梯群控算法研究第帚一章早��选题背景辑控制为主组成的电梯群控系统，大大提高了电梯的运行效率和服务质量电梯群控 第一章引言基于模糊控制的电梯群控算法研究 顺序停靠．但是在建筑物内，单台电梯常常是不能应付全部客流的，因此需要并排设置几台电梯，这样便产生了电梯相互连接的问题某个建筑物内设置有多台并列的独自操作的电梯，由于人们往往会同时按下几台电梯的层站呼梯按钮，因此会使两个轿厢去应答同一呼梯信号，电梯不能有效地工作多台电梯不能互相协同，造成很多的空载运行和不必要的停站，且在频繁的需求下会造成轿厢聚集现象因此，安装在一起的多台电梯的合理使用要求单台电梯的控制系统相互联动，且有自动监控系统于是出现了用集选控制方式控制的并列两台电梯的联动控制方式。

但是，在大型的办公楼里，上班时的上行乘客、午饭时的上下行乘客、下班时的下行乘客非常多，轿厢需要频繁地往返运行，这时就显示了这种方式的不足之处，它不能适应这种客流量的剧烈的变化规律，难以克服轿厢的频繁往返，也无法改善在某段时间内必然出现的长候梯现象显然单靠增加电梯的荷载、速度、台数仍然不能改善这种现象因此，关键问题在于这群电梯的协调调度，要根据轿厢内的人数，上下方向的停站数，层站及轿内呼梯以及轿厢所在位置等因素，来分析实时客流的变化情况，自动选择最适宜于客流情况的输送方式为解决这个问题，二十世纪四十年代，美国两大电梯制造公司奥梯斯电梯公司和西屋电机公司研究出一种新的电梯控制方式，即电梯群控方式它能根据客流情况的变化，高效率地对所有各层进行充分的服务一经推出，这种控制方式的电梯需求量迅速增加，在为办公楼提供的电梯中，群控电梯��年占�％，到��年上升至�％实践证明，对于办公楼等大型高层建筑，采用群控电梯，将使电梯交通系统服务质量大为改善，一般可时输送能力提高�％一�％由于实现自动电梯群控系统自二十世纪四十年代至今己经发展了几代，其发展情况见图�� 第一牵引亩基于模糊控制的电梯群控算法研究预告系统轿厢到达立即报告 第一章引基于模糊控制的电梯群控算法研究 基于模糊控制的电梯群控算法研究��人工智能技术在电梯群控系统中的应用现状电梯群控系统是一个复杂的具有大量不确定和不完整信息的复杂的非线性系统，难以建立解析的数学模型．对此领域专家的经验和知识对系统的控制非常重要．专家系统主要研究用于处理复杂系统工程技术问题的知识表示、使用和获取的方法，依靠经验的、尚未形成科学体系的领域专家知识对系统进行控制．专家系统在电梯群控中的应用始于�世纪�年代．专家系统通过使用标准的程序包，设置原始型电子数据表格，模拟输入交通量。

其 厢；电梯配置系统，把最小侯梯时间和减少长侯梯时间作为多目标最优化问题的目标变量，并建立五种模糊逻辑模式，从而减少了长侯梯时间样周期采集信息作为样本，对一个指定的周期使用特征数据重复地训练神经网络，直到满足收敛条件； 基于模糊控制的电梯群控算法研究的不断训练学习，获得对新交通条件的适应能力，应用最小候梯时间的性能判据，选���练神经网络，采集特定的交通数据作为样本，采用相应算法进行学习，调整神经网络必要的权值以得到优化的模糊规���网络的应用．派梯方案．四、应用效果间可以保持在较小的数值．借助于模糊推理的数据整理分析．使得针对交通量的变化 第一，一般实现方法，常规评价指标以及人工智能的梯群监控系统的应用．第二，研究了模糊控制理论的结构及模糊推理的过程，提出了将模糊控制方法间、拥挤度和停站次数等影响到乘客是否满意的因素充分考虑在内；并在此基础上构四个评价指标的满意度函数 电梯群控系统基于模糊控制的电梯群控算法研究��电梯的起源与发展电梯操纵控制方式经历了手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制等过程对于多台电梯则出现了并联控制、智能群控等．随着智能控制技术在电梯群控系统中的广泛应用，电梯交通系统和其他设施融为一体，智能建筑的整体功能得以充分发挥．对高层及超高层建筑电梯交通系统的研究表明：电梯交通系统设计的关键是满足乘客生理上和心理上的承受力．有效地解决高层建筑复杂的楼内垂直交通，寻求优化的控制策略，优化调度多部电梯以提高电梯的运行效率和服务质量，成为许多学者研究的重要课题．� 图�琹一般的电梯群控系统结构图 ��群控电梯的控制功能和调度原则群控电梯除了单梯控制功能外，还可以有下列功能：统计召唤情况和负载情况，用以预测满载，避免已派往某一层的电梯在中图又换派一当特别楼层有召唤时，将其中一台电梯解除群控，专为特别楼层服务； 第二章电梯群控系统早上高峰期间，所有电梯均驶向主层，避免拥挤；加强餐厅层服务 基于模糊控制的电梯群控算法研究�� 基于模糊控制的电梯群控算法研究��电梯群控系统的实现方式继电器顺序型控制系统称作“自动模式选择方式”，它按照非高峰期、上行高峰期、下行高峰期和双向交通期的交通需求模式选择运转方式。

它把梯群的运行状态划分为四个或六个固定的模式，每一种模式都有与之相应的固定结线系统，呼梯信号的计数、计时等交通分析器件也都由有触点形式构成这种群控系统同时存路复杂、功能简单、故障率高等缺点，目前已经不再使用 计算机化群控系统的出现，提高了预测电梯到达某一层的准确性，然而时间间隔固定不变的运行常常不能令人满意，因而尽里减少较长的候梯时间的任务仍需要完成．计算机化系统的第三阶段编入了学习交通需要的功能，从而提高了预测电梯运行状态的准确性．这一功能减少了过长的候梯时间，由于预测的准确性，能够及时通告电梯的到达．各种不同电梯产品的计算机群控系统在硬、软件的设计上有具体的差别，但主要组成形式是基本相似的，即专设一台高性能的微机用于实现对电梯群的控制与监视，它与各单部电梯用于信号采集与管理控制的计算机进行通信从而构成完整的电梯监视管理系统．��骄�蛱菔盢��������当乘客的候梯时间超过�秒时称为长时间候梯；长时间候梯率是指一段时间内发生长时间候梯的乘客数与乘客总数的百分比影响候梯时间的主要因素有电梯的速度、配置台数、召唤的频繁程度等，统计表明，乘客的心理烦躁程度与候梯时间的平方成正比．当候梯时间超过�秒，即出现所谓的长时间候梯时，其心理烦躁程度急剧上升，所以应尽量减少长时间候梯事件的发生． 第二章电梯群控系统��土鞯氖渌湍芰�������� ����提高电梯的输送能力是电梯群控的重要目的之一。

客流的输送能力一般用�分钟输送乘客的人数来衡量输送能力不足往往会造成乘客的拥挤，平均候梯时间长等不良性能特别是在上行高峰期，客流密度极大，需要电梯系统迅速将乘客送往各目的层由于电梯的速度加速度受人的生理因素的限制，仅仅靠提高电梯的速度来提高运输能力，显然是不可能的，而大楼一旦建好，电梯的数目也就相应确定，一因而输送能力的提高只能通过改进电梯调度算法使乘客的目的层相对集中，减少电梯的停靠次数、以及充分利用轿箱的载重空间来达到目的��げ饨蜗涞酱锸奔渥既仿����� 电梯群控累统基于模糊控制的电梯群拉算法研究箱内拥挤度、乘梯起停次数可以反映出来．��蜗崛萘渴怯邢薜模�苯蜗崛萘看锏奖ズ偷闶保�蜗峤ú煌Ｖ筶 电梯群控系统中存在着大量的不准确信息：乘客候梯时间的预测不准确，等等 在乘梯时间长于�秒时．会对电梯的中间层停靠变得极不耐烦，其容忍程度还取决 基于模糊控制的电梯群控算法研究日本采用模糊控制技术的家电产品大量上市，模糊技术在地铁机车、机器人、过程控制、故障诊断、交通管理、医疗诊断、声音识别、图像处理等领域的普遍应用，掀起了一股模糊热当前，模糊理论在应用正向深度和广度进一步发展，发展的速度越来越快，研究成果大量涌现，已经成为世界各国科技竞争的重要领域之一。

模糊理论从诞生到��年世界人第一块基于模糊逻辑的人工智能芯片在著名的贝尔实验室研制成功，其间只经历了短短的�年模糊理论展示了它作为一门新兴科学所具有的强劲的生命力和十分令人鼓舞的应用前景 第�模糊拉制技术及其在电梯群控中的应用糊最优控制等等； 因此人的手动控制过程就是将一个精确量模糊化经过模糊推理得到模糊的控制决等，当然还可以细化，如：很小、稍大等语言变量确定得多，控制上会比较灵活细腻，但比较复杂，规则数目过多：语言变量数目少，控制规则的数目也少，但可能 方式是选取隶属度最大的模糊集，即选取一个模糊集，使得��牧ナ舳缺萖对其它模糊集的隶属度大．推理就是根据已知的一些命题按照一定的法则，去推断一个新的命题的思维过程和思维方式，即从已知条件求未知结果的思维过程就是推理数理逻辑给出了精确推理的严格方法．但是．在客观世界中，很多问题是具有模糊性的，传统的形式逻辑和近代的数理逻辑都无法解决这类问题解决模糊性问题需要用模糊推理．在实际应用中，我们采用�⋯．��⋯．模糊规则来袭示控制器输入与输出关�������词淙氡淞縓的的模糊度为��淙氡淞縴的一个相对最能代表这个模糊集合的单值的过程就称为解模糊或模糊判决 ∥��．�其中，���是输出的隶属函数。

理论上应当计算输出范围内一系列连续点的重系数加权平均法的输出执行量由式�．�决定：�．� 基于模糊控制的电梯群控算法研冗 基于模糊控制的电梯群控算法研究中乘客数；� 第四章电梯交通分析及基于模糊聚共分析的交通模式辨识基于模糊控制的电梯群控算法研究辨识不同用途的建筑的客流交通各有其特点，对各类建筑的客流交通特点的分析和计� 第四章电梯交通分析及基于模糊聚类分析的交通模式辨识中率指高峰时�种幽诘暮钐萑耸�氲缣葑苁褂萌耸�陌俜直�乘客到达率较低时，可由较少的几部电梯组成的梯群来满足需求但当乘客到达率超系统因而，在高峰需求期间，乘客还是应该接受一段合理的侯梯时间在实际的交 第四章电梯交通分析及基于模糊聚共分析的交通模式辨识在上行高峰期，随着进入大楼人数的增多，会产生较少的层间交通，而且层间交通会随着楼内人数的增加而增加．电梯系统在保证上行服务的同时，要兼顾层间交通．这要求电梯系统要根据客流强度的变化合理地调度各个轿厢从底层基站的发车时间间隔，在保证上行乘客的较短的侯梯时间时，避免轿厢在基站排队等候发车间隔的到来，以利于对其他楼层的乘客需要进行服务．为提高系统的乘客输送能力，可将电梯分组．同时将大楼分为高层区和低层区，这样的划分与呼梯信号无关，而仅与乘客的目的层有关．一组电梯服务低层区。