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电梯群模糊控制调度方法及仿真研究

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目录

电梯群模糊控制调度方法及仿真研究

THE RESEARCH OF FUZZY CONTROL STRATEGY AND SIMULATION ON ELEVATOR GROUP

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 电梯群控系统概述

1.2.1 电梯群控系统的发展

1.2.2 电梯群控系统的调度

1.3 国内外电梯群控系统的研究状况

1.3.1 国外电梯群控系统的研究状况

1.3.2 国内电梯群控系统的研究状况

1.4 本课题的主要研究内容

第2章 电梯群控系统研究

2.1 电梯群控系统的特性分析

2.1.1 群控系统控制目标的多样化

2.1.2 群控系统的不确定性和非线性

2.1.3 群控系统的扰动性和不完备性

2.2 已知候梯人群的电梯群控系统研究

2.2.1 电梯群控系统中人体探测器的应用

2.2.2 电梯群控系统中候梯人群的识别研究

2.2.3 已知候梯人群的电梯群控系统

2.3 电梯群控系统的客流模型

2.3.1 建筑物客流的基本模式

2.3.2 电梯群控系统的客流模型

2.4 本章小结

第3章 电梯群控系统的调度策略

3.1 模糊控制技术

3.1.1 模糊理论的起源和发展

3.1.2 模糊控制技术的基本原理

3.1.3 电梯群控系统中的模糊控制技术

3.2 多规则加权模糊控制的电梯群控调度

3.2.1 多规则加权模糊控制的群控调度策略

3.2.2 多规则加权模糊调度系统的模糊模型

3.3 区域模糊控制的电梯群控调度

3.3.1 区域模糊控制的电梯群控调度策略

3.3.2 区域模糊控制算法的模型建立

3.3.3 区域控制算法中区域权值的决策

3.4 本章小结

第4章 电梯群控系统虚拟仿真平台

4.1 电梯群控虚拟仿真平台

4.1.1 面向对象编程技术

4.1.2 虚拟平台的总体设计

4.2 虚拟仿真平台的构成

4.2.1 虚拟仿真平台的界面组成

4.2.2 建筑物及电梯参数设置界面

4.2.3 客流产生设置界面

4.2.4 运行状态显示界面

4.2.5 仿真运行结果界面

4.3 虚拟仿真平台的后台程序

4.3.1 电梯群控系统的类和对象

4.3.2 客流产生模块

4.3.3 群控调度策略模块

4.3.4 模拟运行模块

4.3.5 仿真运行结果模块

4.4 本章小结

第5章 电梯群控调度策略的仿真研究

5.1 不同调度策略的仿真结果

5.2 仿真结果分析与结论

5.2.1 电梯群控调度策略仿真分析

5.2.2 电梯群控调度策略仿真结论

结论

参考文献

附录1

攻读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢

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摘要

随着社会的发展和进步,高层建筑和智能建筑的不断出现,电梯已经成为人们日常生活中不可或缺的代步工具,人们对电梯的服务质量也提出了越来越高的要求。一栋大楼往往需要安装多台电梯,如何实现多台电梯的有效控制即电梯群控,正日渐成为研究的热点问题。
  电梯群控系统通过对电梯群的运行状态进行实时监测,并对当前的客流情况进行分析,结合客流和电梯群的状态对各电梯进行优化调度和合理分
  配,旨在改善和提高电梯群控系统的服务质量和服务效率。但是由于电梯交通客流的随机性,以及电梯群控系统的多目标性、不确定性、非线性、扰动性等,使得无法应用传统方法建立被控对象电梯群控系统的精确模型,不能很好的解决群控优化问题。而模糊控制技术在解决非线性、不确定性问题上具有很大的优势,它不需要建立所求解问题的精确数学模型,可以简化很多复杂的问题。在此,将模糊控制技术应用到电梯群控系统中,具有很强的实际意义,必将对我国的电梯群控技术研究和工程应用产生积极的作用。
  论文首先介绍了电梯群控系统的特性,分析了国内外电梯群控系统的研究现状及存在的问题;进而分析了将模糊控制技术应用到电梯群控调度算法中的可行性;对电梯群控系统的候梯人群识别进行了基础试验研究,试验结果证实了已知候梯人群的电梯群控系统的可行性;详细剖析并建立了电梯群控系统的客流模型,为应用计算机仿真奠定了坚实的基础;结合电梯群控系统的特性,设计了两种基于模糊控制的电梯群控调度算法。多规则加权模糊调度策略基于群控系统中的每一部电梯都是多输入——单输出系统,利用传统的模糊推理方法在多输入——单输出空间来描述参考规则比较困难的事实,针对系统的每个输入与输出,将模糊推理规则在一维空间中建立,通过求所有规则输出的加权和来得出最终的输出值,以实现多目标优化调度。采用多规则加权的的好处就在于能够方便清楚的建立和修改模糊规则,比传统的模糊推理方法具有更大的灵活性。区域模糊调度策略则考虑到电梯群高峰客流交通的情况,应用两步模糊推理对区域控制的关键参数——区域权值进行决策,从而提高群控系统应对扰动的稳定性,并减轻了系统的复杂度,以期实现群控系统的高峰交通的最优调度;最后,以上述的电梯群控系统客流模型为基础,应用面向对象的语言C++编写仿真平台程序,并用VisualBasic语言编写人机交互界面,对所设计的电梯群控算法进行了仿真。
  仿真结果表明,与常规的最小等待时间调度算法相比,在相同的建筑物和电梯配置参数条件下,两种电梯群控模糊调度策略的最大候梯时间、长时间候梯率以及电梯能耗等指标都有了明显的降低,充分说明了基于模糊控制技术的群控调度策略的有效性。结合前对群控系统候梯人群的识别研究可知,电梯群控系统根据实时的客流监测结果判定当前的交通模式,进而切换合适的调度策略可以实现更加合理、高效的派梯。

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