智能仓储中全向AGV的设计及运动控制

发布时间：2020-03-27 06:12

【摘要】：为了实现工业自动化,我国提出中国制造2025的强国战略目标,即在工业生产中实现全自动的生产、安装、搬运、存储等。AGV(Automated Guided Vehicle)是先进工业生产流水线的重要组成部分,目前已经有很多的AGV应运而生,但是这些AGV多为差速转向型,在狭窄仓库空间中无法实现较为灵活的移动和转弯,因此具有全向运动功能的AGV成为当前车间物流的研究热点。为此,文中基于麦克纳姆轮开展了一种四轮驱动的全向AGV结构和运动控制系统的设计。文中首先进行了全向AGV的机械结构设计及实物装配,其次进行了电机驱动系统的设计及PCB电路板的制作,最后进行了全向AGV运动控制系统的设计,运动控制系统主要包括磁检测系统设计和全向AGV运动控制算法的设计。电机驱动系统包括电源电路、驱动控制电路、控制信号放大电路三个部分。选用LM317、L7805CD2T作为电源电路的电压转换芯片,选用JY01为电机驱动控制芯片,选用S8050为控制信号放大芯片,同时进行了PCB的实物制作。磁检测系统能够快速地、准确地获取全向AGV的位置误差,同时还可以较好的防止光线、气温、湿度等环境因素的干扰,所以进行了磁检测系统设计,设计出基于总线式的16位磁条检测传感器阵列,实验测试表明磁场检测传感器能够很好的检测出磁场信号。为了提高全向AGV的运动控制的精度,文中提出了自适应反演滑模全向AGV运动控制算法。首先建立了基于麦克纳姆轮的全向AGV的运动学模型和动力学模型,并基于动力学模型设计出反演滑模全向AGV运动控制算法,但这种算法无法很好的适应外部干扰。为了使得全向AGV能够更好的适应外部干扰,在此基础上将自适应控制的思想与反演滑模全向AGV运动控制算法相结合,设计出自适应反演滑模全向AGV运动控制算法。为了验证整个全向AGV系统的稳定性和可靠性,基于全向AGV将所设计的电机驱动系统、磁检测系统以及全向AGV运动控制算法进行轨迹跟踪实验测试,并将所设计的控制算法与PID运动控制算法、反演滑模全向AGV运动控制算法、模糊自适应滑模运动控制算法进行对比。实验结果表明,全向AGV具有较好的稳定性和可靠性。
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273;TH692.3

【参考文献】

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本文编号：2602583