基于STM32的自动导引车的研究与实现

发布时间：2017-08-30 02:09

  本文关键词：基于STM32的自动导引车的研究与实现

  更多相关文章： 自动导引车 控制方法 STM32 模糊控制 PID

【摘要】：随着社会生产的发展和自动化程度的提高,制造业对生产物流自动化提出更高要求,自动导引车正是在此背景下发展起来的一个重要研究领域。路径跟踪控制技术是自动导引车研究中一个关键技术。因而,如何有效地控制自动导引车使其能准确地跟踪路径是十分重要的。本文以前轮驱动、转向的三轮结构作为自动导引车的机械平台,采用意法半导体公司生产的STM32F103VET6微控制器作为控制系统的核心处理器,采用激光导引作为导引方式。在此平台上完成了基于STM32的自动导引车控制方法研究。研究的主要内容如下:(1)研究了自动导引车运动控制。分析了自动导引车转向控制和速度控制,完成了基于STM32的舵机控制和电机控制程序设计,建立了基于舵机转向的自动导引车运动学模型,研究了其运动控制。(2)设计了基于激光导引的三角定位控制方法。介绍了这种算法的原理,详细地研究了其位姿计算方法以及定位点位置的有力判断方式,在STM32的基础上,实现了激光导引定位方法程序的设计。(3)设计并实现了自动导引车路径跟踪控制方法。分析了自动导引车的跟踪路径误差的产生的原因和计算方法,建立了基于位置误差和方位角误差的闭环控制系统,重点进行了基于PID的路径跟踪控制和基于模糊控制的路径跟踪控制的仿真研究。引出了直线路径的跟进阶段,应用PID控制以及在追踪圆弧路径时应用模糊控制的路径跟踪控制方法。设计了直线路径跟踪控制方法、圆弧路径控制方法和基于STM32的跟踪控制程序。这是本文的主要贡献点。(4)完成了自动导引车的实验,实验证明虽然存在密集障碍物发现路径弱的缺点,但是还是能满足大部分室内环境的要求。由于本文研究是在基于STM32的激光导引车平台上完成的,针对其中提出的新方法,对路径进行跟踪,对定位点做出有力判断,在研究阶段,获得了适时的实践检验,为此,本论文中的部分方法以及相应结论都源自实践研发阶段,为此,对于自动导引搬运车的研发与设计而言,是值得借鉴的。
【关键词】：自动导引车 控制方法 STM32 模糊控制 PID
【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】：TP23
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景及意义9
• 1.2 研究现状9-10
• 1.3 STM32芯片在AGV控制系统中的应用10-11
• 1.3.1 STM32芯片介绍10-11
• 1.3.2 STM32芯片在AGV控制系统中的应用11
• 1.4 研究目的和主要内容11-13
• 第2章 AGV运动控制与实现13-26
• 2.1 AGV转向控制13-17
• 2.1.1 AGV舵机控制原理13-15
• 2.1.2 AGV舵机控制实现15-17
• 2.2 AGV行驶速度控制17-18
• 2.3 AGV运动控制与实现18-25
• 2.3.1 直线运动控制20-21
• 2.3.2 圆弧运动控制21-23
• 2.3.3 复杂曲线运动控制23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 激光导引与定位控制方法实现26-36
• 3.1 激光导引定位控制方法选择26-27
• 3.2 基于三角定位控制方法的位姿计算27-30
• 3.3 AGV定位点有效性判断30-33
• 3.4 定位控制方法实现33-35
• 3.4.1 基于STM32的激光导引系统工作过程33-34
• 3.4.2 定位控制方法的实现34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 AGV路径跟踪控制仿真与实现36-62
• 4.1 AGV跟踪控制误差分析36-39
• 4.1.1 AGV直线段路径跟踪误差分析36-38
• 4.1.2 AGV圆弧段路径追踪误差分析38-39
• 4.2 路径跟踪控制仿真39-56
• 4.2.1 基于PID控制的AGV路径跟踪控制仿真42-45
• 4.2.2 基于模糊控制的AGV路径跟踪控制仿真45-54
• 4.2.3 仿真结果对比分析54-56
• 4.3 路径跟踪控制实现56-61
• 4.3.1 直线跟踪控制实现56-58
• 4.3.2 圆弧路径跟踪控制实现58-60
• 4.3.3 复杂曲线跟踪控制实现60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第5章 系统集成与实验62-65
• 5.1 实验平台62-63
• 5.2 实验结果与分析63-65
• 第6章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65
• 6.2 展望65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 崔业兵;鞠玉涛;周长省;郑健;;一种高带宽四舵翼电动舵机的可行性研究[J];电机与控制学报;2012年12期

2 胡耀阳;王哲峰;杨玮;张海鹏;;航空企业自动化立体仓库输送系统的调度优化[J];西安航空技术高等专科学校学报;2012年05期

3 沈治;;基于蚁群算法的AGV路径规化的实现[J];信息技术;2011年11期

4 周阳;师五喜;;模糊控制在移动机器人路径跟踪控制中的应用[J];仪器仪表用户;2011年04期

5 王旭刚;王中原;;弹体滚速和舵机时间常数对炮弹制导精度的影响[J];南京理工大学学报;2011年02期

6 吴颖;;基于遗传算法的平面车库车辆路径规划[J];科技资讯;2011年05期

7 冯劲梅;王庆明;;采用单片机的直流电机无线遥控系统[J];机电工程;2010年12期

8 孙书鹰;陈志佳;寇超;;新一代嵌入式微处理器STM32F103开发与应用[J];微计算机应用;2010年12期

9 边培莹;李德信;包宝军;路燕;;粒子群算法在生产物流调度中的应用研究[J];计算机工程与应用;2010年17期

10 李小兵;楼佩煌;喻俊;杨雷;;基于脉冲耦合神经网络的双核视觉导引控制研究[J];电工电气;2010年02期

，

本文编号：756667