【摘要】：目前隨著自動化產(chǎn)業(yè)和物流產(chǎn)業(yè)不斷的發(fā)展,工廠和倉庫內(nèi)所需搬運的貨物量也越來越大。目前大部分的貨物仍然是由工人來搬運的,這樣不僅造成工人工作強度高,而且導致企業(yè)生產(chǎn)效率低下、用人成本高,嚴重影響企業(yè)的競爭力。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展,為了逐漸取代人工搬運,應(yīng)用于自動化工廠以及物流倉庫搬運的AGV(Automated Guided Vehicle)移動小車的需求也越來越大。本論文針對快遞公司的物流倉庫貨物搬運設(shè)計了完全自主移動的AGV小車,AGV移動小車的運動控制是AGV小車實現(xiàn)從指定起始點到目標定點任務(wù)的重要環(huán)節(jié)。目前工業(yè)中運動控制的算法主要為PID,PID算法雖然簡單,但是存在穩(wěn)態(tài)誤差較低、響應(yīng)速度較慢等缺點,本論文為了解決這些缺點,在建立AGV移動小車系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上,提出了針對移動小車的滑模運動控制算法,搭建了AGV移動小車運動控制平臺,設(shè)計了運動控制軟程序流程并編程實現(xiàn),通過實驗驗證所提出的滑模運動控制算法進行速度跟蹤的良好效果。本文針對AGV移動小車的技術(shù)指標以及工作任務(wù),搭建了AGV小車運動控制系統(tǒng)的硬件平臺,包括整個硬件平臺中硬件的設(shè)計與選型、硬件之間的連接方式�；贏GV移動小車的硬件平臺,對運動控制軟件方案進行了設(shè)計,其中包括運動控制軟件流程設(shè)計、超聲波防撞方案設(shè)計、運動控制器和工控機之間的自定義通訊協(xié)議方案設(shè)計。運動控制硬件平臺中左右兩輪的無刷直流伺服驅(qū)動電機的理想輸入速度來自于工控機通過路徑跟蹤規(guī)劃出來的速度,而工控機路徑跟蹤規(guī)劃的理想速度是AGV移動小車質(zhì)心的線速度和角速度,為了得到AGV移動小車質(zhì)心速度與AGV移動小車兩驅(qū)動伺服電機的理想輸入速度之間的關(guān)系,建立了AGV移動小車的運動學模型。AGV小車運動控制的核心是對無刷直流伺服驅(qū)動電機進行控制實現(xiàn)速度跟蹤,本論文在建立了無刷直流伺服驅(qū)動電機的數(shù)學模型下,設(shè)計了一種基于電機模型的滑模運動控制算法。針對所提出的滑模運動控制算法,利用Lyapunov函數(shù)證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,通過MATLAB仿真的數(shù)值結(jié)果表明該運動控制算法的可行性、魯棒性和低斗振性,最終通過實驗證明所提出的滑模運動控制算法的可行性、魯棒性和低斗振性,其速度跟蹤效果優(yōu)于傳統(tǒng)的增量式PID算法,通過AGV移動小車的圓重復(fù)定位精度的測量驗證整個運動控制系統(tǒng)的可行性。
【圖文】：

工廠以及物流倉儲系統(tǒng)中一個必不可少的環(huán)節(jié)。人工來實現(xiàn)的，生產(chǎn)效率低下、工作人員勞動強業(yè) 4.0 的發(fā)展趨勢，因此 AGV 移動小車的需求企業(yè)的工作效率，還能降低用人成本。本課題“計與實現(xiàn)”來源于深圳某高新技術(shù)企業(yè)的項目—該項目旨在開發(fā)出一款能夠?qū)崿F(xiàn)完全自主移動的景和意義動導航小車，是指磁導航、視覺導航或者激光導規(guī)劃好的路徑由起始點運動至目標終點，完成物輪式移動機器人（WMR,Wheeled Mobile Robot）歐姆龍公司生產(chǎn)的 Adept Lynx AGV 移動小車[2]。

動小車都是最佳的選擇。我國工業(yè)以及快遞服務(wù)企業(yè)的迅速發(fā)展，AGV 移動小車可以提效率、降低用人成本。尤其是在 2015 年國務(wù)院頒布了《中國其中五大工程之一的智能制造工程中提出，關(guān)鍵崗位機器人替年制造業(yè)重點領(lǐng)域全面實現(xiàn)智能化，，AGV 移動小車是打造智能能化倉庫的關(guān)鍵。除此之外，AGV 小車還能應(yīng)用于服務(wù)業(yè)、醫(yī) 1-2 所示為我國 2011 至 2018 年 AGV 的增量以及增長率的情況器人應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，但實際上，我國各行業(yè)應(yīng)用 AGV 總，對市場來說仍處于發(fā)展初期，后期發(fā)展空間巨大。從國內(nèi)主貨量來看，基本上都是 1000 臺/年以下。GGII《2015 年中國移GV）行業(yè)調(diào)研報告》數(shù)據(jù)顯示[6]，2014 年國內(nèi) AGV 新增量 315 29.15%；2015 年 AGV 新增規(guī)模將達 4300 臺，預(yù)計增幅超過 中，70%是來自國產(chǎn)品牌。在未來幾年中，服務(wù)機器人有 200，工業(yè)機器人將有 2.5 萬億美元的市場，因此可以看出 AGV 小巨大的潛力市場。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH122

【參考文獻】

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本文編號：2671964