導(dǎo)航自走車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)向控制算法研究.pdf

1、導(dǎo)航自走車(chē)(AGV：AutomaticGuidedVehicle)是一種以電池為動(dòng)力，裝有非接觸導(dǎo)航裝置的無(wú)人駕駛自動(dòng)化搬運(yùn)車(chē)輛，其中關(guān)鍵技術(shù)是車(chē)輛的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)自主按預(yù)定軌跡運(yùn)動(dòng)。目前AGV控制系統(tǒng)主要特征是以車(chē)載計(jì)算機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛姿態(tài)自動(dòng)檢測(cè)、導(dǎo)航信號(hào)的采集、導(dǎo)航?jīng)Q策及執(zhí)行部件的控制等動(dòng)作。 課題以自行研制的自動(dòng)導(dǎo)航車(chē)控制系統(tǒng)為對(duì)象，綜合利用了自動(dòng)控制理論、電子電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、傳感器技術(shù)，以及

2、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)等理論方法，設(shè)計(jì)出自走車(chē)的控制系統(tǒng)，完成計(jì)算機(jī)控制底層程序的設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行必要的基礎(chǔ)試驗(yàn)研究。 試驗(yàn)車(chē)采用直流減速電機(jī)作為行走驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)作為轉(zhuǎn)向控制。系統(tǒng)采用一臺(tái)便攜電腦集中控制，并留有多種形式的擴(kuò)展接口，為進(jìn)一步研究GPS定位導(dǎo)航、計(jì)算機(jī)視覺(jué)導(dǎo)航等保留一定的擴(kuò)展空間。 在課題研究中完成了自走車(chē)硬件控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在硬件控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，在查閱相關(guān)文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)、專(zhuān)業(yè)書(shū)籍的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)

3、相應(yīng)的元器件，設(shè)計(jì)相應(yīng)的輔助電路，完成主驅(qū)動(dòng)控制部分和轉(zhuǎn)向控制部分的設(shè)計(jì)。軟件系統(tǒng)采用Delphi語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，利用它的多線程技術(shù)編制控制程序。結(jié)果表明，控制系統(tǒng)能夠滿足試驗(yàn)要求，能夠?qū)?jiǎn)單軌跡進(jìn)行跟蹤。 課題研究的重點(diǎn)是控制系統(tǒng)各部分的組成，電路的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向姿態(tài)的檢測(cè)，步進(jìn)電機(jī)控制和系統(tǒng)控制軟件對(duì)計(jì)算機(jī)并行接口的操作。試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)普通的應(yīng)用來(lái)說(shuō)計(jì)算機(jī)并行接口并不復(fù)雜，了解了它的各腳功能后再配以合適的應(yīng)用程序，就可以利用

4、計(jì)算機(jī)并行接口實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。 在分析了自走車(chē)的轉(zhuǎn)向過(guò)程后，將轉(zhuǎn)向過(guò)程分為偏轉(zhuǎn)、保持、轉(zhuǎn)向輪回輪三個(gè)階段，并且編制了轉(zhuǎn)向控制程序，控制步進(jìn)電機(jī)控制器輸出脈沖實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的角度偏轉(zhuǎn)，并且用Matlab軟件進(jìn)行仿真，結(jié)果表明控制方法是可行的。 通過(guò)實(shí)地運(yùn)行試驗(yàn)，表明試驗(yàn)車(chē)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到預(yù)定的試驗(yàn)要求，轉(zhuǎn)向控制算法合理。雖然轉(zhuǎn)向梯形等機(jī)械部分、路面情況以及車(chē)體打滑等情況的影響試驗(yàn)結(jié)果有一定的誤差，但可以認(rèn)為系統(tǒng)工作可靠，滿足