论文部分内容阅读
近年来,AGV(Automatic Guided Vehicle,自动引导车或自动搬运车)已经成为了国内外移动机器人领域广泛研究的热点,路径跟踪控制是AGV的主要研究的问题之一。目前国内大多数学者研究的循线智能车也是AGV的一种。在研究小车的路径跟踪控制算法时,许多学者仅仅建立了小车的转向模型和后轮电机的模型,并使用Simulink工具箱进行仿真。这种做法的缺点是不直观、难以模拟复杂的跑道情况。本文以循线智能车的路径跟踪问题为研究对象,设计并实现了智能车实验平台,并以此平台为基础对小车的路径跟踪控制进行了深入的研究。使用MATLAB软件建立智能车的仿真平台和建立小车的上位机监控系统是本文的创新点。首先,在研究小车运动学模型的基础上,使用MATLAB软件建立了循线智能车的仿真平台,充分利用了MATLAB软件数据处理能力强和GUI(Graphical User Interface,图形用户界面)可视化的优势,大大提高了研究智能小车路径跟踪技术的效率。其次,建立了以PIC16F877为微处理器的智能车硬件实验平台和基于LabVIEW软件的智能小车上位机监控系统。在进行实车实验时,可以通过上位机监视小车的运行状态,采集速度、舵机转角和偏差等数据,方便对控制算法进行分析和调整。此外,可以通过上位机发送启动和停止命令,提高小车运行的安全性。再次,本文在分析小车运动学模型的基础上,设计了后轮直流电动机速度PI控制器,转向PD控制器和转向模糊控制器以及速度给定模糊控制器,并在智能车软件平台上进行了仿真。通过仿真结果对转向PD控制器和转向模糊控制器进行了分析和对比,选择模糊控制器作为转向控制器。最后,编写了控制算法的PIC16F877的C语言程序代码,在实验平台上做了实车实验,通过分析实验数据析验证了仿真平台的合理性和路径跟踪控制算法的有效性。