【摘 要】
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自动引导车（Automated guided vehicle,AGV）在物流行业作为一种越来越重要的自动运输载体,广泛应用于智能化自动停车场以及工厂制造业中进行物料的搬运和运送任务。其中,自动搬运过程中最重要的技术之一就是完成AGV对轨迹跟踪的控制,目前已有许多的轨迹跟踪控制方法,随着研究人员不断地解决越来越先进的AGV系统的出现,在保持小车运动稳定的情况下,能进一步提高小车的快速性和精确性。本文
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自动引导车（Automated guided vehicle,AGV）在物流行业作为一种越来越重要的自动运输载体,广泛应用于智能化自动停车场以及工厂制造业中进行物料的搬运和运送任务。其中,自动搬运过程中最重要的技术之一就是完成AGV对轨迹跟踪的控制,目前已有许多的轨迹跟踪控制方法,随着研究人员不断地解决越来越先进的AGV系统的出现,在保持小车运动稳定的情况下,能进一步提高小车的快速性和精确性。本文以四舵轮AGV智能小车为研究对象,利用模型预测控制算法研究了AGV的轨迹跟踪控制器。首先,通过两舵轮的AGV运动学模型和阿克曼转向理论,分析得到了四舵轮AGV的运动学模型;对小车建立了二自由度动力学模型,分别是小车的侧向动力学模型和纵向动力学模型,为小车的稳定运动提供了理论依据。其次,介绍了模型预测轨迹跟踪控制原理。将四舵轮AGV小车模型线性化并考虑系统对小车速度和角速度的约束,设计了相应的MPC轨迹跟踪控制器使小车能更好地进行轨迹跟踪。通过MATLAB软件,对小车在轨迹曲线上、轨迹曲线外的不同预测时域、不同速度分别进行仿真,进而得到最优的运行速度和预测时域。最后,分析四舵轮小车可能会出现的故障,并设计出了相应的容错控制策略。针对多舵轮可能出现的问题,采用了差速驱动方法进行控制,结果表情,差速驱动控制方法具有一定的有效性,能保证小车在运动过程中的稳定与安全;比较了仿真和模型预测控制的数据,结果表明,模型预测控制方法相对于差速驱动控制方法具有更高的准确性。
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