单舵轮激光导引AGV运动控制研究

来源 :北方工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zifeng20060819
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AGV(Automated Guided Vehicle)是一种无人操作自动导引车,主要负责工厂物料的转运工作。随着“中国智能制造2025”的提出,自动化、智能化和集成化成为各个行业发展的主流方向,因此智能物流行业迎来了一个大的发展,AGV作为物流行业重要的转运工具,具有非常大的研究价值。本课题以AGV实际的工程项目为背景,对车载控制系统的行走转向控制、货叉升降控制和安全控制部分进行了硬件的选型、电气设计和调试,通过调试结果可以看出,AGV的速度跟随和角度跟随性能良好,升降部分可以实现在手自动模式平稳的升降,安全部分相对于传统的方式使用了安全PLC控制各个安全开关及传感器,在保证AGV使用安全的基础上尽可能提高了AGV的运行效率。在AGV具备使用条件的基础上,对AGV的运动模型和路径纠偏模型进行了分析,并推导出误差方程,通过分析AGV的路径偏差主要是法向位置偏差和角度偏差。法向位置偏差和角度偏差可以通过调整舵轮的角度进行纠偏。因此建立角度的偏差和法向距离偏差为输入、舵轮的角度为输出的模糊PID控制系统。在对模糊PID控制系统基本结构分析的基础上,将角度的偏差和法向距离偏差进行加权处理获得变量作为输入变量,将角度的偏差变化率和法向距离偏差的变化率进行加权处理获得变量作为另一个输入变量,并根据实际经验确定输入变量及PID参数变化量的论域及隶属函数,确定量化因子和比例因子,建立相应的模糊控制规则以实时调整PID参数的变化量,进而实时调整PID参数以控制舵轮的转向角度。在进行模糊PID控制系统设计的基础上通过MATLAB软件对模糊PID控制方式和传统PID控制方式进行仿真,通过输出响应图的对比,看出采用模糊PID控制方式比传统PID控制方式响应速度更快、超调量更小、稳态性能更好。在对AGV进行电气设计调试的基础上,使用车载控制软件对路径跟随部分程序进行调整,并通过实车进行实验,通过实验看出采用模糊PID控制方式比采用传统PID控制方式路径跟随效果更好。
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