电梯群控算法及网络集成
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摘要
本课题是以电梯群控算法为主要研究内容，同时介绍了电梯控制系统的网络集成。
针对电梯群控系统所要解决的是一个复杂的，具有非线性、不确定性的多目标随机系统的决策问题而引入了统计近似概念。综合考虑电梯运行特性，提出一种新的电梯群控系统(EGCS)评价函数，并用模糊神经网络的电梯群控算法推出各电梯响应层站召唤信号的适合度，从而达到电梯的合理调度。
本文在借鉴了大量的文献基础上，提出以平均等候时间、轿厢人数、能源消耗为性能指标的评价函数；详细介绍了乘客待梯时间HWT的统计近似算法；基于对电梯交通状况的分析，对停层次数和运行距离这两个重要参数的计算进行了详尽的介绍；依据电梯运行特性参数，构造一组电梯运行教师信号，并采用神经网络的Widrow-Hoff学习规则训练权系数。本文应用VB进行了群控算法的仿真实现，通过对仿真结果的分析验证了群控算法的可行性。
电梯控制系统的网络集成是以以太网为主干网，采用Lonworks现场控制总线将前端设备联在一起，采用分布式控制结构，将电梯的控制功能分为若干个模块，用神经元芯片和PLC分别实现一部分控制功能，充分发挥Lonworks现场控制总线的网络、通讯和控制功能。
The research focus on the elevator group algorithm, and a network integration of the elevator control system is simultaneously introduced.
Since it is a complex, nonlinear, uncertain, multi-objective and random decision-making problem with which the elevator group control system deals, the conception of statistic approximation is introduced. Considering synthetically the elevator running characteristics, a new evaluating function for the elevator group control system (EGCS) is suggested. A kind of fuzzy neural network is used in the elevator group algorithm. The fitness of each elevator servicing the hall call signal is deduced, so the elevator is dispatched reasonably.
Based on many references, a evaluating function is proposed with performance index of hall call Waiting Time(HWT), people number in a car, energy consuming. The statistic approximation algorithm for HWT is introduced, based on the analysis of elevator traffic state, the calculation of traveling distance and stop number is explained in detail in the thesis. According to the characteristics of the elevator, a group of elevator teaching signals are constructed, by which the weight coefficients are trained according to the Widrow-Hoff rule. The algorithm is simulated by VB, the simulation results prove the algorithm is feasible.
The network integration of elevator controlling system is based Ethernet on backbone network, a distributed controlling structure is adopted in the elevator control system and terminal devices are connected with Lonworks. The controlling functions are devided into several parts, which are completed by Lonworks and PLC respectively. The function of Lonworks on network , communication and control are fully exerted.
针对电梯群控系统所要解决的是一个复杂的，具有非线性、不确定性的多目标随机系统的决策问题而引入了统计近似概念。综合考虑电梯运行特性，提出一种新的电梯群控系统(EGCS)评价函数，并用模糊神经网络的电梯群控算法推出各电梯响应层站召唤信号的适合度，从而达到电梯的合理调度。
本文在借鉴了大量的文献基础上，提出以平均等候时间、轿厢人数、能源消耗为性能指标的评价函数；详细介绍了乘客待梯时间HWT的统计近似算法；基于对电梯交通状况的分析，对停层次数和运行距离这两个重要参数的计算进行了详尽的介绍；依据电梯运行特性参数，构造一组电梯运行教师信号，并采用神经网络的Widrow-Hoff学习规则训练权系数。本文应用VB进行了群控算法的仿真实现，通过对仿真结果的分析验证了群控算法的可行性。
电梯控制系统的网络集成是以以太网为主干网，采用Lonworks现场控制总线将前端设备联在一起，采用分布式控制结构，将电梯的控制功能分为若干个模块，用神经元芯片和PLC分别实现一部分控制功能，充分发挥Lonworks现场控制总线的网络、通讯和控制功能。
The research focus on the elevator group algorithm, and a network integration of the elevator control system is simultaneously introduced.
Since it is a complex, nonlinear, uncertain, multi-objective and random decision-making problem with which the elevator group control system deals, the conception of statistic approximation is introduced. Considering synthetically the elevator running characteristics, a new evaluating function for the elevator group control system (EGCS) is suggested. A kind of fuzzy neural network is used in the elevator group algorithm. The fitness of each elevator servicing the hall call signal is deduced, so the elevator is dispatched reasonably.
Based on many references, a evaluating function is proposed with performance index of hall call Waiting Time(HWT), people number in a car, energy consuming. The statistic approximation algorithm for HWT is introduced, based on the analysis of elevator traffic state, the calculation of traveling distance and stop number is explained in detail in the thesis. According to the characteristics of the elevator, a group of elevator teaching signals are constructed, by which the weight coefficients are trained according to the Widrow-Hoff rule. The algorithm is simulated by VB, the simulation results prove the algorithm is feasible.
The network integration of elevator controlling system is based Ethernet on backbone network, a distributed controlling structure is adopted in the elevator control system and terminal devices are connected with Lonworks. The controlling functions are devided into several parts, which are completed by Lonworks and PLC respectively. The function of Lonworks on network , communication and control are fully exerted.
引文
[1]梁延东，电梯控制技术，1997中国建筑出版社
[2]张福恩、吴乃优、张金陵、李秧耕，交流调速电梯原理、设计及安装维修，1991，机械工业出版社
[3]彭登峰，LC在电梯控制系统中的应用，南昌航空工业学院学报，2000，14(2)，14-18
[4]Hitoshi Aoki it al.Group supervisory control system assisted by artificial intelligence Elevator World,1990
[5]万健如等，群控电梯模糊和神经网络控制，电气自动化，1999(4)，21-24
[6]赵振宇、徐用懋，模糊理论和神经网络的基础与应用，清华大学出版社
[7]盛骤等．，概率论与数理统计．，1994，高等教育出版社
[8]楼顺天等，基于MATLAB的系统分析与设计—神经网络，1999，西安电子科技大学出版社，35-37
[9]薛定宇，控制系统计算机辅助设计—MATLAB语言及应用，1998，清华大学出版社，54-65
[10]解宏基，变频调速矢量控制交流三相异步电动机的仿真研究，大连海事大学硕士学位论文，2000，50-51
[11]张学军等，电梯控制系统的面向对象分析与实现，测控技术，1999，18(12)，29-31
[12]刘剑等，电梯运行的神经网络控制，沈阳建筑工程学院学报，1999，15(3)，289-291
[13]张苗苗等，基于模糊推理的电梯群控系统的研究与仿真实现，测控技术，2000，19(3)，56-59
[14]张苗苗等，基于模糊神经网络的电梯群控系统的智能调度，电子自动化，2000(3)，15-18
[15]吴晓滨，电梯群控系统软件模块划分与功能分析，电梯技术，1999(12)，38-40
[16]稻叶博美，智能控制的电梯分类，电梯技术，1995(2)，22-24
[17]贾青，离散随机事件优化控制在电梯群控系统中的研究与应用，信息与控制，1994，23(3)，190-194
[18]宗群等，多台电梯运行的电梯监控系统，电子自动化，1999(6)，30-32
[19]邱少陵，楼宇自动化系统中的控制网络技术，计算机自动测量与控制，1999，7(2)，47-50
[20]刘国才等，电梯的分布式控制技术，测控技术，1999，18(6)，42-44
[21]米田健治等，使用遗传算法的楼层个性化智能群控系统，中国电梯，2000(1)，25-27
[22]凌云，谢剑英，基于领域知识和遗传算法的电梯群控系统的滚动优化，电子自动化，1998(4)，7-10
[23]Clark G.G、Mehta P.etc,Knowledge-based elevator controller. IEEE International Conference on Control' 94,London UK,1994(1),190-192
[24]Jean-Michel Renders、Stephane P.Flasse.Hybrid Methods Using Genetic Algorithms for Global Optimization,IEEETRANSACTION ON SYSTEM,AND CYBERNETICS-PARTB :CYBERNETICS＜1996,26(2),243-258
[25]Jon B.Halpern,Statistical Analysis of Modern Elevator Didpatch Hall Call Waiting Times,Elevator Technology, 1995 (6),96-103
[26]M.Amano,M.Yamazaki and H.Ikejima,The Lastest Elevator Group Supervisory Control System,Elevator Technology, 1995(6),88-95
[27]范绍兴，串行Lon Works网络接口设计，工业控制计算机，2000，13(2)，15-18
[28]汤同奎，郑之开，邵惠，基于LONWORKS现场总线的CIPS计算机网络，化工自动化及仪表，1999，26(6)，42-45
[29]张伟国，典型现场总线技术分析，武汉交通科技大学学报，1998，24(3)，26-29
[30]陆丽萍，开创自控技术新纪元的现场总线新技术，计算机自动测量与控制，1999，7(3)，28-32
[31]Young Cheol Cho ang Zavarin Gagov,Elvator Group Control with Accurate Estimation of Hall Call Waiting Times,Proceeding of the 1999 IEEE International Conference on Robotics & Automation,Detroit, 1999.5,447-452
[32]张显库，VB实用编程技术—从基础到开发，1997，大连理工大学出版社
[33]王士同，神经模糊系统及应用，1998，北京航空航天大学出版社
[34]徐丽娜，神经网络控制，1999，哈尔滨工业大学出版社，1-18
[35]崔怡，MATLAB5.3实例详解，2000，航天工业出版社
[36]张显库，张均东，VB6.0程序设计，1999，大连理工大学出版社
[37]孙增圻等，智能控制理论与技术，1997，清华大学出版社，52-63
[38]王士同，模糊系统、模糊神经网络及应用程序设计，1998，上海科学技术文献出版社
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[38]王士同，模糊系统、模糊神经网络及应用程序设计，1998，上海科学技术文献出版社