本文所研究的直线电机电梯是具有良好发展前景的新型电梯。直线电机电梯结构简单，无需机房，甚至不需要绳索和对重，因此占地面积少，另外还有高速、高层、可靠等优点，适用于超高层建筑和七层以下的建筑，是电梯的重要发展方向。在世界上，其研究和应用刚刚起步，国内还没有研究。 本文从驱动电梯用圆筒型直线感应电动机的电磁设计开始，再到直线电机的优化设计；接下来设计了包括操作和驱动在内的直线电机电梯数字控制系统，并研究了直线电机电梯的控制方式和驱动策略。 本文主要做了如下几个方面的工作： 第一章回顾了直线电机的发展历程，总结了直线电机的理论分析方法和设计特点，简要介绍了直线电机电梯的优点和不同结构类型，确立了本文的研究主题：电梯用直线感应电动机的优化设计及其控制系统研究。 第二章从圆筒型直线感应电动机电磁设计入手，讨论了结构和参数的选择对性能的影响，重点论述了直线电机设计准则——品质因数的设计问题，得出不同性能要求对应不同的品质因数值，设计中要综合考虑。 第三章为得到更好的力能指标，对直线电机进行优化设计。首次把一种新型全局优化算法——区域消去法引入到电机优化设计中。针对电机优化问题的具体特点，提出将混合罚函数法和修正的鲍威尔法相结合用于其中的局部寻优。应用该算法对直线电机进行优化设计，较大提高了直线电机的力能指标。 第四章设计了直线电机电梯全数字控制系统，该系统能够减少系统的开关触点个数，提高系统的可靠性，并能实现复杂的控制策略，提高电梯运行的效率和舒适度。采用最新的DSP芯片TMS320F240和MCS51单片机，结合分布式控制理论，将整个电梯的控制功能分为若干模块，分别由不同的控制器来实现，提高了系统效率，减少了井道布线，易于扩展和检修。 第五章针对直线电机特有的边缘效应，分析了动态纵向边缘效应的影响，它产生端部涡流损耗，减小气隙磁场。这种效应可以表示成直线电机初级铁心有效长度、次级电阻、次级电感和速度的函数。把这种效应考虑到按转子磁链定向的dq0同步旋转等效电路中去，建立了直线感应电动机的矢量控制数学模型。仿真结果表明，对动态纵向边缘效应进行补偿后，系统的动态特性得到提高。本章还把智能控制手段应用于直线电机调速系统，提出了增量式单神经元PI速度调节算法，这样的单神经元控制器可视为由神经元实现的自适应的非线性PID控制器，能够实现比传统PID控制器更好的性能。 第六章总结了全文的主要研究成果，并展望了下一步的研究工作。 本文所做工作的创新性，主要表现在以下方面： 研究和设计对象——直线电机驱动的电梯是国内第一台直线电机电梯模型。在设计过程中，分析了不同的品质因数对性能的影响，将全新的全局优化算法——区域消去法应用于直线感应电动机的优化设计，将混合罚函数法和修正的鲍威 浙江大学博士学位论文 尔法相结合用于其中的局部寻优，取得了较好的效果；设计了基于分布式控制理 论的全数字直线电机电梯控制系统，采用DSP芯片TMS320F240和MCS51设计 了主控制器和副控制器，主控制器对电梯的各种运行状态及其驱动直线电机的变 频调速进行控制，各楼层门厅和轿厢分别由各自的MCS51组成的副控制器进行控 制，主控制器与各副控制器之间采用RS—485方式进行串行通讯；针对直线电机 的特点，把动态纵向边缘响应的影响等效成电机参数的函数，考虑到矢量控制的 模型中去，建立了直线感应电动机较准确的控制模型；本文还设计了增量式单神 经元PI速度调节器，具有较高的自适应能力和实用性。’