摘要：电梯在近些年来应用的频率越来越高，尤其是在高层建筑中表现的尤为明显，为人们的生活提供了较大程度的便利，但是我国在电梯的动态性能以及舒适感方面都与西方国家的电梯应用水平存在比较大的差距。因此，为了减小电梯在运行过程中产生的机械振动并提高应用的价值，本文将对电梯机械振动主动控制进行简单介绍，并且通过建立模型对具体的控制方案进行分析，最后对动态仿真的结果进行探究。
　　关键词：电梯机械振动；频域最优；主动控制；传感器；作动器
　　一、电梯机械振动主动控制概述
　　根据现阶段的大量研究报告结果可以看出，造成机械振动的主要原因包括悬挂系统或者轿厢结构等设计不科学，或者是机械设备的安装质量不能满足现阶段电梯应用的要求，或者建筑物本身的原因等。相对来说人们能够在一定范围内对于振动表现的尤为敏感，在此范围内如果外界环境产生比较轻微的振动人体会感知的相对较为明显，从而造成不同程度的不适应。相关电梯系统的设计人员在考虑到其复杂程度以及自由程度比较大的情况下，一般应用主动控制技术对其机械振动进行控制，这样就在较大程度上避免了由于被动控制带来的影响。
　　二、最优控制规律的设计
　　（一）模型建立
　　动力学模型的建立能够对复杂度较高或者控制器关系较为复杂的情况发挥出关键性的作用，通过这种方式能够为计算电梯系统势能以及耗散能提供帮助，在检测没有产生较大问题并且能够满足相关要求时进行最优控制。在对其进行最优主动控制时建立的机械系统动力学模型如图1所示，其中x为状态变量，在考虑到乘客舒适度的情况下将电梯曳引机转矩波动等具体信息作为输入量。在这一过程中通过将实际生活中的信息数据转化为具体的参数输入到此模型中能够为电梯机械振动的最优主动控制提供必要的数据支持[1]。
　　（二）对其系统中的参数进行分析
　　电梯在运行时参数会产生较大幅度的变化，尤其是在满载和空载状态下轿厢的质量会产生极大的差异，因此需要对其系统中的参数变化进行分析才能达到应用的目的。在应用此机械系统动力学模型时首先需要对电梯的总势能进行计算，具体表达式为图2所示，其中x1到x6代表的是线位移，φ代表的是角位移，而电梯系统设定加速度随时间变化函数表达式如图3所示。利用运动弹性动力学的方法可以将系统中的瞬时结构进行离散，利用多个瞬时系统能够解决在数据不停变化中的实际问题，离散采样的周期可以用T表示。而作动器是系统的主要执行部件，在探究实际控制方案之前需要对作动器以及传感器的应用进行分析 [2]。
　　三、模糊自适应控制器结构设计
　　（一）传感器与作动器控制
　　在进行电梯最优主动控制过程中传感器以及作动器能够发挥出关键性的作用，两者的应用数量以及位置确定是相关设计人员首要考虑的重点。虽然应用到大量的传感器和作动器都能够起到信息测控的作用，但是这种应用模式不仅会加大硬件的资金投入，并且还会大幅度增加电梯需要承受的重量，为电梯的运行带来了更大的负荷，不利于其正常运行。设计人员不仅需要考虑到传感器和作动器安装的方便性，还要将控制效率和所需能量作為设计的主要控制因素进行分析，尽量保证应用最小能量实现最高控制效率的效果。
　　（二）应用方案分析
　　模糊控制是在自动化水平快速提高的前提下发展而成的较为新颖的控制手段，主要针对部分不能通过物理规律表达或者部分不能应用模型探究的过程能够发挥出关键性的作用。本次对电梯机械振动频域最优主动控制中需要采用二维控制器，输入参数主要包括轿厢振动的加速度、加速度偏差以及偏差的变化率等，而电梯的控制力为主要输出，抑制电梯的振动需要通过合理调节模糊机构作用可以达到。相关输入量和输出量的计算可以建立起控制规则的表达式为u=-[αe+（1-α）e]α∈（0，1），在实际应用中主要是通过对α值的调节达到控制的目的。
　　四、动态仿真效果研究
　　根据上述过程中的模糊自适应控制理论应用方案分析主要针对满载和空载两种情况进行分析，在实际应用中取时间间隔为0.12秒具体的方针实验结果如图4所示，经过验证可以表明此控制方法能够减小电梯机械的振动。
　　五、结束语
　　电梯在人们生活以及工作中发挥了非常重要的作用，尤其是在高层建筑中改变了传统的应用方式，为人们的生活和工作带来了较大程度的便捷，而乘客的舒适度是现阶段电梯性能的主要指标。近些年来我国在电梯运行方面的技术更新的速度比较快，为控制理论提供了必要的技术支持，而控制算法在现阶段的发展过程中逐渐呈现出高精度的发展趋势。
　　参考文献：
　　[1]黄翔东，靳旭康，马欣.基于短样本频谱校正旋转机械振动信号盲分离方法及装置：，CN105910701A[P].2016.
　　[2]王江萍，段腾飞.旋转机械振动信号频域随机压缩与故障诊断[J].机械科学与技术，2018（2）：293-299.
　　（作者单位：上海现代电梯制造有限公司）