随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术的发展以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用,自动导引小车(Automatic Guided Vehicle,即AGV),作为联接和调节离散型物流系统的手段,已经成为自动化搬运装卸的必要工具,其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。在AGV的研究领域中,路径跟踪控制技术是AGV研究中的一个关键技术。因而,如何设计出一种跟踪误差小、动态响应快、能适应多种复杂环境,且具有较好鲁棒性的路径跟踪控制系统是十分重要的。本文的主要工作是在查阅了大量国内外相关研究资料的基础上,综述了国内外AGV及其运动控制技术发展的历史和现状。其次,通过对基于视觉导向的自动导向小车(V-AGV)的主要结构和工作原理的理解,构建了实验室条件下的V-AGV平台,并设计了采用PC机控制、无线通讯的V-AGV控制系统。第三,在分析AGV的结构特点及其与路径的相对运动关系的基础上建立AGV运动学模型,通过系统辨识得到驱动系统的传递函数,从而建立了被控系统的状态空间模型。控制系统的性能分析表明:设计的控制系统虽然是临界稳定的,但系统是能控能观的,而且可以通过极点配置使系统闭环稳定。第四,应用经典控制理论中的工程设计方法,设计了PID控制器。通过仿真分析,表明尽管这种控制器提高了系统的稳定性,改善了系统的性能;而实验中,虽然可以完成上线动作,但纠偏过程中调整时间过长,车身摆动幅度大,经常掉线。针对这种不足,选择现代控制理论中的线性状态反馈控制方法,采用了极点配置和线性二次型最优控制器设计方案。通过对闭环系统阶跃响应和零极点图的分析,合理地确定了系统反馈控制增益矩阵,完成了控制器的设计。对该控制器的仿真表明状态反馈控制跟踪性能稳定,能够满足AGV路径跟踪控制的要求。实验数据也表明抖动要明显小于PID控制,但仍然存在不同程度的不足。第五,应用模糊控制器进行了AGV路径跟踪研究,选取距离偏差与角度偏差作为控制器的两个输入,将小车驱动轮动作时间作为输出,设计了双输入单输出的模糊控制器,仿真和实验表明,设计能够使系统快速平滑地纠偏,效果明显优于常规控制器,且软件实现方便,体现出V-AGV系统具备高效可行的控制策略。