【摘要】：隨著中國制造2025的提出,智能工廠、智能制造以及智能物流已經(jīng)成為未來工業(yè)發(fā)展的方向。針對棉紡織車間輔助作業(yè)自動化程度較低,勞動力短缺等問題,研發(fā)自動化程度高的重型AGV已經(jīng)成為該領域研究熱點。本文以此為研究背景,針對重載AGV定位精度和糾偏性能問題,分析直流電機PWM調(diào)速和PID糾偏控制原理與方法,設計糾偏控制策略,實現(xiàn)重載AGV自行糾偏。針對AGV直流電機調(diào)速系統(tǒng)構成特點,分析直流電機靜態(tài)與動態(tài)特性,建立了直流電機調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學模型;在系統(tǒng)探討分析直流電機PWM調(diào)速、PID糾偏控制原理與方法的基礎上,建立了直流電機PWM環(huán)節(jié)與PID糾偏環(huán)節(jié)的數(shù)學模型,為后續(xù)數(shù)值模擬與控制系統(tǒng)設計奠定基礎。在綜合分析比較各類導引方式的基礎上,結(jié)合AGV作業(yè)現(xiàn)場工況,選擇磁導航作為復合機器人導引方式;對驅(qū)動單元結(jié)構進行優(yōu)化,最終設計“轉(zhuǎn)向提升”為一體的雙向雙驅(qū)四輪差速式結(jié)構;基于磁導航傳感器電子糾偏原理,建立AGV糾偏調(diào)速系統(tǒng)運動學模型。依據(jù)AGV調(diào)速糾偏原理,確定總體設計方案,計算電機驅(qū)動力,選擇合適的電機與電機驅(qū)動器;設計PLC控制系統(tǒng)、直流電機調(diào)速系統(tǒng)、PWM電路和I/O 口分配等;針對糾偏控制問題,設計PLC主程序,闡述控制思想;針對設備可視化運行,結(jié)合控制程序,采用組態(tài)軟件設計車載管理系統(tǒng);制定糾偏控制策略,重點解決了直線調(diào)速、轉(zhuǎn)彎調(diào)速和PID控制策略。采用MATLAB軟件對建立的直流電機PID控制系統(tǒng)數(shù)學模型和運動學模型進行仿;仿真結(jié)果表明控制系統(tǒng)響應速度快、無超調(diào),滿足電機糾偏調(diào)速要求。設計AGV樣機,依據(jù)PWM調(diào)速與PID控制原理,采用實驗與數(shù)據(jù)分析的方法,對有關理論、控制程序進行測試。實驗測試結(jié)果分析表明,AGV能夠自主導航,達到控制目的,實際運行軌跡基本與仿真軌跡重合,滿足系統(tǒng)控制與糾偏技術要求。本課題在查閱大量中外參考文獻以及現(xiàn)場調(diào)研的基礎上,針對紡織車間棉桶搬運自動化問題,提出了復合機器人及配套技術總體解決方案,采用PWM調(diào)速與PID控制算法相結(jié)合的方法,解決了 AGV定位糾偏差等問題;設計AGV控制系統(tǒng),搭建實驗臺,對系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)和實際運行進行測試分析,驗證了本課題設計思想及方案的可行性與合理性,取得良好的現(xiàn)場運行效果,將研究對象與行業(yè)發(fā)展方向結(jié)合在一起,探索解決了理論應用與工程實踐問題。
【圖文】：

以及用工難等問題，實現(xiàn)傳統(tǒng)紡織行業(yè)結(jié)構調(diào)整，自動化技術創(chuàng)新顯得尤為重逡逑要［４］，因此ＡＧＶ邋（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ邋Ｇｕｉｄｅｄ邋Ｖｅｈｉｃｌｅ，自動導引運輸車）與４軸棉桶搬逡逑運機器人組合成的復合機器人便應運而生，如圖１－１所示，其主要用于提高棉逡逑紡織車間各工序之間的棉桶更換效率，將人類從繁重的體力勞動中解放出來，逡逑并解決企業(yè)用工難以及勞動成本高等問題。逡逑１－ＡＧＶ２－棉桶３－搬運機器人逡逑圖１－邋１復合機器人工作模型逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｗｏｒｋｉｎｇ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｃｏｍｐｌｅｘ邋ｒｏｂｏｔ逡逑ＡＧＶ隸屬于輪式機器人的一種［５］，是可以進行環(huán)境感知與判斷、自主導航逡逑與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行的綜合性機器人，集傳感、機械、電子、自動化、控逡逑制等多學科交叉的研宄成果Ｍ，是一個復雜的系統(tǒng)，也是近年來的一大研究熱逡逑點。逡逑ＡＧＶ通過搭載微型處理器，沿著規(guī)定好的路徑自主導航，準確定位。本課逡逑１逡逑

新松自主研發(fā)的ＡＧＶ獲得越來越多國家和地區(qū)的認可，不僅在國內(nèi)市場占有很逡逑大的份額，還出口十多個發(fā)達國家和地區(qū)�，F(xiàn)在越來越多的電商以及倉庫都采逡逑用ＡＧＶ進行貨物搬運以及快遞分揀，，如圖１－４邋（ａ）邋（ｂ）所示。圖１－４邋（ｃ）是新逡逑松在２０１７年亞洲物流展上展出的舞臺移動ＡＧＶ，圖１－４邋（ｄ）為叉車式ＡＧＶ。逡逑４逡逑
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM33

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 尚俊云;暴海寧;馮艷麗;胡靜;;自動導引車在工業(yè)4.0中的應用[J];導航與控制;2016年02期

2 楊文華;;AGV技術發(fā)展綜述[J];物流技術與應用;2015年11期

3 姜凌;;我國紡織機械技術發(fā)展路徑分析[J];紡織導報;2013年01期

4 王慶明;孫怡;;基于模糊PID控制的直流電機同步控制系統(tǒng)[J];機電工程;2012年05期

5 孫躍光;林懷蔚;周華茂;楊小玲;;基于臨界比例度法整定PID控制器參數(shù)的仿真研究[J];現(xiàn)代電子技術;2012年08期

6 郭一江;王新民;謝蓉;;基于光學導引的無人機自動著陸控制系統(tǒng)設計[J];飛行力學;2011年02期

7 郭石軍;羅挺;卿太平;;基于無線傳感器網(wǎng)絡的AGV定位方法研究[J];物流技術;2010年07期

8 尹曉紅;趙韓;吳焱明;熊丹;;基于卡爾曼濾波的自動引導車串級軌跡跟蹤控制[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2010年02期

9 張辰貝西;黃志球;;自動導航車(AGV)發(fā)展綜述[J];中國制造業(yè)信息化;2010年01期

10 趙軒;韓毅;秦緒鑫;廖學弟;;基于PWM控制的模型車用小型直流電機調(diào)速裝置[J];計算機工程與設計;2009年21期

相關重要報紙文章 前1條

1 熊燕;;成本降三成 市場份額大[N];云南日報;2010年

相關博士學位論文 前2條

1 盧少平;基于RFID的AGV定位與導引研究[D];山東大學;2011年

2 韓光信;控制受限的非完整輪式移動機器人運動控制研究[D];吉林大學;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 邱歌;基于多AGV的智能倉儲調(diào)度系統(tǒng)研發(fā)[D];浙江大學;2017年

2 程航;AGV小車軌跡跟蹤控制策略的研究[D];合肥工業(yè)大學;2016年

3 蔣小龍;磁導引雙輪差動AGV的關鍵技術研究[D];合肥工業(yè)大學;2016年

4 郭亦捷;磁條導引自動導航車（AGV）主體系統(tǒng)設計[D];中國計量學院;2015年

5 蘇霞;AGV地面控制系統(tǒng)及路徑規(guī)劃策略的研究[D];華南理工大學;2015年

6 趙東雄;多自動導引小車系統(tǒng)（AGVS）路徑規(guī)劃研究[D];湖北工業(yè)大學;2014年

7 楊先龍;磁導航式差速AGV的結(jié)構及控制設計[D];合肥工業(yè)大學;2014年

8 劉曄;汽車發(fā)動機裝配線作業(yè)分析及AGV路徑規(guī)劃[D];陜西科技大學;2014年

9 范X;自動導引車車載系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D];浙江大學;2013年

10 彭光清;經(jīng)濟型模塊化磁導引AGV驅(qū)動單元設計及開發(fā)[D];南京航空航天大學;2013年

本文編號：2627116