基于模块化的AGV车载控制系统研究与实现

发布时间：2018-03-03 05:18

本文选题：AGV　切入点：车载控制系统　出处：《西南大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着德国“工业4.0”和“中国制造2025”时代的到来,智能制造成为当今制造业发展的主旋律。自动导引小车(AGV)作为一种先进的智能化物流设备,与智能制造理念相契合,迎来新的发展契机,它的应用范围在不断扩大,需求量也在大幅上升。当前的AGV车载控制系统更多的是面向某一特定应用领域或某种类型的AGV,它的通用性和可扩展性差,当客户需求发生变化时,往往需要进行重新设计,这样会消耗大量的开发时间和开发成本。为了适应动态的、多样的、日益增长的市场需求,需要在短时间内迅速开发出AGV产品,其关键在于快速研发出满足不同客户需求的AGV车载控制系统。模块化设计是一种以标准化为原则,划分模块并设计通用模块,通过模块组合获得不同产品从而缩短开发周期的设计方法。因此,AGV车载控制系统的模块化是实现AGV车载控制系统快速开发、降低生产成本最为有效的办法。本文针对AGV车载控制系统的特点,对AGV车载控制系统模块划分准则、模块划分方法、模块接口形式等进行了研究,设计一种模块化的AGV车载控制系统,以满足不同客户需求,具有功能扩展方便、通用性强的特点,按需选取不同的模块进行组合,实现产品快速开发,其主要研究内容包括:(1)从模块化技术出发,对AGV车载控制系统模块化设计中的模块划分原则、方法进行了研究。通过分析AGV车载控制系统特征,确定模块划分准则并将其量化,包括功能准则、控制技术准则和需求特性准则,引入层次分析法分配各准则权重,建立模块划分矩阵,采用模糊聚类分析算法划分模块,利用模块耦合度评价模块划分结果,获得AGV车载控制系统模块划分的基本方法。(2)依据AGV车载控制系统模块划分的基本方法,对模块划分的过程进行了研究。通过分析控制系统需求,确定AGV车载控制系统功能并建立功能结构图,按照功能-行为-控制技术-结构模型分解控制系统。根据模块划分准则建立元器件的关系矩阵,将其转化为模糊等价矩阵进行聚类分析,选取合适的截断阈值获得模块划分结果;参考IDEF0建模方法描述模块化控制系统内部各组成模块之间的关系,以满足客户需求为目标确定不同的模块组合方案;比较多种通信方式的性能及特征,确定模块通信接口,从而获得模块化系统总体组成结构。(3)对模块化的AGV车载控制系统硬件进行设计,为模块化设计提供范例。根据功能需求,将AGV车载控制系统划分为顶层控制模块、导航定位模块、底层驱动模块、人机交互模块和电池管理模块,除顶层控制模块以外,其余模块均挂接在CAN总线上,各模块均采用ARM处理器,对各模块组成结构的硬件电路进行详细设计,设计时预留丰富的扩展接口,便于用户直接使用现成模块。(4)搭建了磁导航、独立双轮驱动、嵌入式的AGV智能小车,对模块化设计的车载控制系统进行相关试验测试。试验表明系统搭建快速方便,系统运行稳定可靠。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH22;TP273

【参考文献】