AGV运动轨迹纠偏控制算法

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AGV自动导引车是移动机器人的重要分支,在自动运输、物流、工厂自动装配领域应用广泛,具有良好的发展前景。AGV自动导引车的核心技术是运动控制算法,为保证AGV自动导引车系统的良好运行,需对AGV运动控制技术进行研究。移动机器人运动控制技术的特点在于非完整约束的空间位置不可由时间积分解算,所以其控制有一定的难度,若控制技术不够科学完善,则会造成轨迹跟踪中位姿误差较高。为了有效降低机器人在执行轨迹跟踪任务中所产生的位姿误差,本文提出了非完整约束AGV运动轨迹纠偏控制算法。本文首先阐述了AGV自动导引车系统的整体工作流程,讲解了非完整约束的定义并刨析了其在AGV自动导引车中的意义,建立了AGV全局参考坐标系和AGV局部坐标系,计算了他们的转化关系;在此基础上,进行了AGV运动学模型的建立和分析和AGV定位方法的研究应用,同时用卡尔曼滤波的方法进行了定位位姿数据的优化;其次分析了非线性相关策略,组建了非完整约束AGV运动轨迹纠偏控制模型,通过模型预测原理形成多个优化控制器,设计终端控制器,再通过状态观测器提升跟踪精度。在上述基础上,组建了避障器完善整个控制器的功能,实现整体控制算法设计;最后用Matlab进行了控制算法的仿真实验,从速度平稳性,轨迹跟踪效果,控制效率三个方面与其他控制算法进行对比,从而验证了所提控制算法的准确性以及有效性。本文重点是AGV自动导引车轨迹跟踪控制算法的设计。该控制算法的创新之处在于克服整体可调性以及控制性低的问题,提升跟踪精度,通过惩罚系数反馈效果组建避障器,完善整个控制器的功能。本文所提控制算法在AGV轨迹跟踪中大大减小了AGV轨迹跟踪的位姿误差,并且控制时间短,控制效率高,在高速的情况下仍保持较高的控制精度,速度稳定性好,是较优的轨迹纠偏控制算法。
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