基于STM32嵌入式系统的无人物流车运输控制系统设计

发布时间：2021-06-25 00:33

　　传统的运输控制系统在控制无人物流车时,所要求的控制精度较大;为解决上述问题,利用STM32嵌入式系统设计了一种新的无人物流车运输控制系统,使用STM32F103VE作为核心处理器,在传感器模块中同时加入了多个传感器,并使用了MM440变频器负责变频操作,同时设计了电阻反馈模块电路、驱动模块电路、以太网通信模块电路,利用Visual C++软件实现无人物流车位置控制功能、无人物流车行驶方向保持程序、无人物流车跟踪功能;与传统控制系统进行实验对比,结果表明,在后续的0.2～0.7s,传统系统的相对误差保持在2.5%,文章设计的系统的相对误差保持在不到0.1%,该系统比传统系统相对误差低2.4%,误差控制能力高出25倍。 

【文章来源】：计算机测量与控制. 2020,28(04)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

无人物流车运输控制系统总体结构

无人物流车运输的速度较慢，因此在传感器模块中加入了多个传感器，例如：超声波距离传感器、角位移传感器、红外传感器、霍尔速度传感器、超声波距离传感器、红外传感器，这些传感器通过共同工作检测无人运输机所在的位置。当无人物流车进行工作时，超声波距离传感器会发送和接收超声波信号，通过时间差判断无人物流车运输系统和障碍物之间的距离，从而满足车辆对速度的要求。传感器模块中的霍尔速度传感器能够检测无人物流车中的电动机运行速度，霍尔传感器具有较高的响应频率，能够精确测量出电动机的转速。当无人物流车运输轨道出现弯道时，角位移传感器能够测算出转角的大小，帮助运输车进行减速。传感器组成如图2所示。STM32F10是无人物流车运输控制系统的核心部分，能够对所有传感器采集到的信息进行控制，进而实现模糊推理运算。STM32F10构成的主控模块包括DMA（直接存储器存取）控制器、AD/DA转换器、快速I/O口和多种通信端口，主控模块中加入了电源管理电路，可以有效降低系统的整体功耗，提高运行速度，从而满足系统软件人机交互界面在服务方面提出的要求。当系统开始运行后，STM32F10就会启动程序，处理系统内部的数据，下发信号控制变频器，接收到的信号信息会快速反馈到上位机中[5]。

在选择变频器时，必须要综合考虑负载类型、使用环境和额度，由于无人物流车的控制系统不仅要控制电动机的转速，同时要控制STM32F10网络性能，所以本文选择的变频器是目前新研发的型号为MM440的变频器，该变频器调试方法简单，EMC设计结果可靠性高，变频器内部设有过电压/欠电压保护装置，可以快速响应各种要求，且内部的操作界面十分友好，通过变频器对系统内部的工作电压和频率进行调试，进而调节电动机的转速和功率，电动机的转速会直接无人物流车的运输速度和运输方向。物流车控制系统编码器如图3所示。无人物流车运输控制系统必须要设定自动刹车装置，确保在紧急状况下可以快速刹车制动，防止事故的发生。系统中的上位机能够实时监控车辆的运行状态，上位机主要是负责远程控制工作，通过CAN总线与STM32F10主控模块连接，完成高速通信，在人机界面上显示出无人物流车的工作状态[5]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]STM32的小车自主定位与控制系统设计[J]. 郑润芳,张海.  单片机与嵌入式系统应用. 2013(09)



本文编号：3248129