智能車模動態(tài)尋跡控制系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，隨著自動化技術(shù)的快速發(fā)展，自動物料搬運系統(tǒng)(AutomatedGuidedVehicleSystem，AGVS)已經(jīng)在物料產(chǎn)業(yè)自動化領(lǐng)域有著舉足輕重的地位。自動物料搬運系統(tǒng)研究和應(yīng)用的主要目的是提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。自動控制技術(shù)、智能導航技術(shù)、遠程監(jiān)控技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機科學技術(shù)在自動物料搬運車(AutomatedGuidedVehicle，AGV)上的應(yīng)用，全面推動著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步。研究自動物料搬運車的目的在

2、于：根據(jù)實際生產(chǎn)需要和目標，及時科學地規(guī)劃各種零部件的生產(chǎn)和產(chǎn)品設(shè)備的搬運任務(wù)，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，提高設(shè)備的利用率。
　　 根據(jù)自動物料搬運車的主要目的和任務(wù)，設(shè)計和實現(xiàn)了一種基于MC9S12XS128微控制器和光電傳感器的自動導引系統(tǒng)，利用模糊算法能夠自動尋黑線行駛、自動轉(zhuǎn)向，并盡可能快速、穩(wěn)定運行的智能車模。主要內(nèi)容如下：引言、智能車系統(tǒng)的總體設(shè)計、基于模糊控制的舵機轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計、基于模糊控制的電機系統(tǒng)設(shè)計、智能車

3、的模糊控制系統(tǒng)設(shè)計、軟件設(shè)計、總結(jié)與展望。
　　 AGV是物料搬運設(shè)備的一種，在當前生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用越來越廣泛，在某些場合正在發(fā)揮著日益重要的作用。自動物料搬運技術(shù)是一個綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學、信息和傳感技術(shù)、人工智能等多學科而形成的高新技術(shù)。主要內(nèi)容有與智能車相關(guān)的自動物料搬運設(shè)備的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，物料搬運的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢，國內(nèi)外移動機器人的發(fā)展和國內(nèi)外智能車的發(fā)展，目前的問題和解決方案。
　　 在智

4、能車總體設(shè)計中，對智能車進行了機械結(jié)構(gòu)調(diào)整，確定了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計方案。首先對車模的機械結(jié)構(gòu)，如前、后輪距、軸距、齒輪傳動機構(gòu)、差速機構(gòu)的調(diào)整。其次，是智能車的硬件設(shè)計和實現(xiàn)，即整個系統(tǒng)的電源模塊、路徑識別模塊、測速模塊和驅(qū)動模塊的硬件及其安裝方式。最后，是路徑數(shù)據(jù)采集方式、舵機和電機的控制方法。
　　 為了提高智能車跟蹤和運動性能，在分析智能車系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上，從控制策略、控制算法等方面出發(fā)，基于FUZZY控制器研

5、究了智能車舵機轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，即基于模糊控制的舵機轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計。首先，建立模糊變量的隸屬函數(shù)和控制規(guī)則表，然后通過模糊推理和清晰化，得到輸出控制作用的論域值，最后將設(shè)計的算法應(yīng)用到基于MC9S12XS128單片機的智能車硬件系統(tǒng)。實驗結(jié)果證明，該智能車控制算法能夠模仿人工駕駛行為控制智能車準確快速地跟蹤路徑運行。
　　 本文對智能車偏轉(zhuǎn)角度和運行速度進行了模糊控制設(shè)計，使小車能快速穩(wěn)定自動循跡。實驗證明該系統(tǒng)的路徑識別能力和抗干擾能力

6、強，響應(yīng)速度快、超調(diào)量小，具有較好的動態(tài)性能和良好的魯棒性。
　　 整車系統(tǒng)設(shè)計與軟件開發(fā)，軟件設(shè)計原則對控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實現(xiàn)進行了描述，主要包括MC9S12XS128系列單片機的性能簡介、I/O分配、程序流程圖、初始化設(shè)計、功能模塊設(shè)計等。其中，初始化設(shè)計分別是時鐘模塊、PWM模塊、外部中斷模塊、ECT模塊、A/D模塊。功能模塊主要分為4個模塊，分別是位置采樣模塊，速度采集模塊，舵機控制模塊，速度控制模塊。
　　

7、其他輔助控制系統(tǒng)的設(shè)計，如安全系統(tǒng)、停車定位控制系統(tǒng)、多臺AGV無線調(diào)度系統(tǒng)。安全系統(tǒng)可以保護AGV、人員和運行環(huán)境設(shè)施的安全；停車定位控制系統(tǒng)，采用光電傳感器采集路況信息，并在控制模塊中進行一些算法處理，以實現(xiàn)停車定位；多臺AGV無線調(diào)度系統(tǒng)，采用RFID快速準確地采集AGV的位置和狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息，并由中央控制室監(jiān)控系統(tǒng)中各個AGV的工作狀態(tài)，協(xié)調(diào)各個AGV的工作。
　　 最后，對全文進行了總結(jié)和展望。對智能車模的機械調(diào)整和硬

8、件設(shè)計、相關(guān)算法和軟件設(shè)計做了比較深入的研究，取得了一定的進展，但是同時有些研究工作還值得進一步拓展，具體考慮了以下幾方面：
　　 (1)智能車?？刂扑惴ǖ倪M一步研究，完善控制策略，使得在高速、彎道的情況下能更加穩(wěn)定、有效地實現(xiàn)精確尋跡。
　　 (2)在更多復(fù)雜的情況下開展實驗，比如在不同的光線和路況下，紅外傳感器識別黑線的問題。
　　 (3)采用RFID無線射頻技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，研究多智能車模的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，