基于CAN总线激光导引AGV车载控制系统研究

发布时间：2017-04-10 11:12

  本文关键词：基于CAN总线激光导引AGV车载控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着工业自动化立体仓库和柔性制造系统的快速发展,AGV作为调度和配送离散型物流系统的核心设备,得到了越来越广泛的应用。AGV系统包括地面控制系统和车载控制系统,地面控制系统主要负责AGV系统的调度与路径规划,车载控制系统主要负责AGV的自动导引运行和导引定位。针对车载控制系统自动导引运动控制和导引定位等问题,本文主要从以下几方面进行研究。首先,确定AGV车载控制系统总体方案设计,包括整车机械结构和车载控制系统设计,详细阐述AGV车载控制系统各单元的的工作原理,完成主要单元硬件选型与设计,并设计主要单元软件流程。其次,深入分析CAN总线技术和CANopen协议的通讯原理,结合AGV运动控制系统,建立AGV运动控制CAN总线网络,通过初始化设置与调试,对运动控制CAN总线网络过程数据对象(PDO)、服务数据对象(SDO)进行测试,结果表明主控制器与各运动控制设备之间能够正常通信。再次,分析激光导引定位工作原理,AGV处于静止状态时,利用激光反射板匹配识别和三角定位原理,得出AGV静态定位算法;AGV处于持续运动状态时,分析AGV运动学模型,结合反馈速度与角度,通过位姿估值计算,得出AGV动态定位算法,实现AGV的激光导引定位。最后,研究AGV运动控制导引路径跟踪纠偏算法,将模糊化控制理论与PID控制器结合,构建导引路径模糊PID控制模型仿真系统,定义模糊控制规则,运用Matlab对控制模型进行仿真实验,得出模糊PID控制系统响应速度快,稳定性好,保证AGV车载系统运动控制实现与导引定位精度。
【关键词】：AGV 车载控制系统 CAN总线 激光导引定位 导引路径跟踪
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题概述9-12
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 课题研究背景及意义9-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 AGV国内外发展及研究现状12-13
• 1.2.2 CAN总线技术研究现状13-15
• 1.2.3 导引技术的研究现状15
• 1.3 主要研究内容15-16
• 1.4 总体结构16-18
• 第2章 AGV车载系统总体方案设计18-25
• 2.1 AGV系统概述18-19
• 2.2 导引方式19-20
• 2.3 移载机构20-21
• 2.4 驱动转向机构21-23
• 2.5 车体机构23
• 2.6 总体方案设计23-24
• 2.7 本章小结24-25
• 第3章 AGV车载控制系统设计25-37
• 3.1 AGV车载控制系统25
• 3.2 车载主控制单元25-26
• 3.2.1 硬件设计25-26
• 3.2.2 软件设计26
• 3.3 激光导引单元26-29
• 3.3.1 激光导引原理26-28
• 3.3.2 硬件设计28
• 3.3.3 软件设计28-29
• 3.4 运动控制单元29-32
• 3.4.1 硬件设计29-32
• 3.4.2 软件设计32
• 3.5 无线通讯单元32-33
• 3.6 人机交互单元33-34
• 3.7 电池管理单元34
• 3.8 安全保护单元34-36
• 3.9 移载单元36
• 3.10 本章小结36-37
• 第4章 AGV运动控制CAN总线通信研究37-47
• 4.1 CAN报文帧37-38
• 4.2 CANOPEN协议38-41
• 4.2.1 通讯模型38
• 4.2.2 通讯对象38-40
• 4.2.3 对象字典40
• 4.2.4 预定义主/从连接集40-41
• 4.3 运动控制CAN总线网络41-42
• 4.3.1 CAN总线初始化41
• 4.3.2 CAN总线网络拓扑结构41-42
• 4.4 运动控制CANOPEN协议42-45
• 4.4.1 CANopen协议初始化42-43
• 4.4.2 运动控制PDO通信43-44
• 4.4.3 运动控制SDO通信44-45
• 4.5 运动控制CAN总线测试45-46
• 4.6 本章小结46-47
• 第5章 AGV激光导引控制算法研究47-62
• 5.1 激光导引定位算法研究47-55
• 5.1.1 静态定位算法研究48-53
• 5.1.2 动态定位算法研究53-55
• 5.2 导引路径跟踪纠偏算法研究55-60
• 5.2.1 导引路径运动控制56
• 5.2.2 模糊控制器设计56-59
• 5.2.3 导引路径控制仿真59-60
• 5.3 本章小结60-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 全文总结62-63
• 6.2 研究展望63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 附录 1：攻读硕士学位期间发表的论文目录68

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