AGV定位導(dǎo)引與控制軟件系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、AGV是一種典型的輪式移動(dòng)機(jī)器人，它集機(jī)械、光電、計(jì)算機(jī)、控制、儀器等多個(gè)學(xué)科技術(shù)于一體，具有高度自動(dòng)化、安全可靠、應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn)。正是因?yàn)锳GV的這些優(yōu)越性，使其在自動(dòng)化生產(chǎn)車間、現(xiàn)代物流系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，利用AGV構(gòu)建自動(dòng)化物流系統(tǒng)能極大的提高生產(chǎn)效率，因此，對(duì)AGV的研究具有深刻的理論及工程實(shí)踐指導(dǎo)意義。
　　定位導(dǎo)引精度和運(yùn)動(dòng)控制性能是AGV性能的核心評(píng)價(jià)指標(biāo)。為提高AGV的定位精度與運(yùn)動(dòng)控制性能，本文通過調(diào)研大

2、量國(guó)內(nèi)外AGV文獻(xiàn)資料，以兩輪差速驅(qū)動(dòng)AGV為研究對(duì)象，對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)、定位導(dǎo)引與運(yùn)動(dòng)控制等核心問題進(jìn)行了深入的理論分析與研究，主要研究?jī)?nèi)容概括如下：
　　1、介紹了AGV總體需求、工作流程、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，通過對(duì)AGV運(yùn)動(dòng)的三個(gè)坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定，推導(dǎo)了各坐標(biāo)系下AGV的位姿表示及轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而完成了AGV的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與分析。根據(jù)總體方案，介紹了AGV定位導(dǎo)引系統(tǒng)的硬件方案，從而設(shè)計(jì)了導(dǎo)引算法，并分別設(shè)計(jì)了相對(duì)定位與絕對(duì)定位算法，最

3、后通過自適應(yīng)加權(quán)算法將兩部分定位數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。
　　2、開展了AGV運(yùn)動(dòng)控制的全面研究。通過Lyapunov理論以及位姿誤差方程設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)控制律，利用MATLAB進(jìn)行了仿真驗(yàn)證；然后通過建立AGV運(yùn)動(dòng)控制的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性、綜合特性評(píng)價(jià)模型，完成了對(duì)控制律作用效果的評(píng)價(jià)；最后，分析了控制律參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的影響，并提出了滑模遺傳算法，然后以評(píng)價(jià)函數(shù)為滑模遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行控制律參數(shù)的優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化前后AGV的運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行了對(duì)

4、比，從而驗(yàn)證了參數(shù)優(yōu)化的重要性。
　　3、分別設(shè)計(jì)了 AGV控制系統(tǒng)的上、下位機(jī)軟件。一方面，通過分析下位機(jī)的開發(fā)環(huán)境，并基于TwinCAT PLC的開發(fā)語言設(shè)計(jì)了AGV主體程序以及下位機(jī)人機(jī)交互界面；另一方面，對(duì)上位機(jī)軟件進(jìn)行功能模塊劃分，并采用Visual Studio軟件為上位機(jī)軟件開發(fā)平臺(tái)，以XAML為界面語言、C＃為后臺(tái)設(shè)計(jì)語言，設(shè)計(jì)了WPF上位機(jī)軟件平臺(tái)。最后，設(shè)計(jì)了上位機(jī)與下位機(jī)軟件的通訊方案，通過對(duì)控制軟件進(jìn)行調(diào)試