【摘要】：本課題源于四川省科技支撐計劃項目“醬腌食品智能灌裝系統(tǒng)共性關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(2016NZ0077),旨在設(shè)計實現(xiàn)用于吉香居食品有限公司醬腌食品灌裝產(chǎn)線上作為物料輸配的AGV的控制系統(tǒng)。該AGV完成了自身裝料、充電、灌裝機加料等過程的自動化控制以及過程中的異常監(jiān)測與處理,此外還具有手動操作功能。本文首先對AGV的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及其領(lǐng)域內(nèi)的研究內(nèi)容進行了概述,然后對灌裝系統(tǒng)的整體方案設(shè)計進行了闡述,從中引出AGV子系統(tǒng)的工作職能。隨后根據(jù)AGV工作需求完成了輸配料AGV各個模塊的方案設(shè)計,確定了磁導(dǎo)航的引導(dǎo)方式、路徑方案、輸配料方案、自動充電方案以及避障方案等。然后本文在對AGV環(huán)境地圖建模方法、圖論以及模糊控制等相關(guān)理論研究的基礎(chǔ)上,解決了適用于本系統(tǒng)的磁導(dǎo)航式AGV控制系統(tǒng)在其應(yīng)用上的關(guān)鍵技術(shù)問題。本文提出了一種在拓撲地圖模型下AGV的路徑表示以及任務(wù)執(zhí)行的解決方案,該方案采用RFID標(biāo)識生產(chǎn)現(xiàn)場拓撲地圖中的節(jié)點,并且使用本文提出的一種改進的基于有向圖的地圖建模方法,該方法通過給有向圖中的頂點連通性以及邊的權(quán)值賦予新的意義,保證了AGV工序的正確執(zhí)行以及圖中最短路徑與任務(wù)執(zhí)行時間最優(yōu)的路徑之間的等價性,最后采用了Dijkstra最短路徑算法進行了最優(yōu)路徑的查找。對于拓撲地圖中節(jié)點與節(jié)點之間的循跡行駛問題,本文在對所使用的AGV叉車運動學(xué)模型建模的基礎(chǔ)上,將傳統(tǒng)PID控制算法與模糊邏輯結(jié)合起來,對比例環(huán)節(jié)采用了模糊自適應(yīng)的控制,積分環(huán)節(jié)采用分離式積分控制器,使得AGV循跡過程中能適應(yīng)速度的變化,減小了超調(diào)量,從而保證循跡過程的平穩(wěn)性。在有了AGV控制系統(tǒng)的整體設(shè)計方案以及關(guān)鍵問題的解決方案后,本文對AGV嵌入式控制系統(tǒng)的具體設(shè)計與實現(xiàn)進行了闡述,包括基于英飛凌的XMC4000系列MCU的AGV嵌入式主從控制器硬件部分以及在此硬件平臺上的基于CMSISRTOS多任務(wù)軟件部分。最后,通過現(xiàn)場調(diào)試,驗證了AGV控制系統(tǒng)的全部方案。在采用AGV自動搬運及輸送物料取代原有的人工作業(yè)后,灌裝產(chǎn)線的生產(chǎn)效率、安全性、信息化程度等多方面指標(biāo)都有了提升。
【圖文】：

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文方式環(huán)境中，灌裝產(chǎn)線各個設(shè)備位置固定，，AGV 行駛區(qū)域 節(jié)中所述的車外預(yù)定路徑的引導(dǎo)方式。車外預(yù)定路徑的為有源的引導(dǎo)方式，通過給預(yù)先在行駛路徑上埋設(shè)電圍產(chǎn)生電磁場來標(biāo)識路徑[20]，AGV 通過安裝在車上的預(yù)設(shè)軌道的偏移，對于復(fù)雜的地面軌道可以選擇是否檢測性。磁性引導(dǎo)方式是無源的，通過在地面上鋪設(shè)永對于電磁式的其鋪設(shè)方式其更加簡單、維護更加方便，場合其比電磁式的更加適合。而光學(xué)引導(dǎo)其通過在地反光性質(zhì)有明顯差異的物質(zhì)，通過 AGV 上的光敏的傳易受外界光源的影響而不穩(wěn)定，對本應(yīng)用環(huán)境并不適合方式更加適合本應(yīng)用場景。為了防止磁條被 AGV 碾壓 2-6 為磁條的實物圖。

) ∈ R2 ( , ) ( , ), , 1,2, 、 ( , )分別為 到 和 的距離。onoi 圖 ( )為： ( ) ( 1), ( 2), , ( ) oronoi 圖的生成元。i 圖的定義可以知道，Voronoi 圖的邊是由每對射線而構(gòu)成的，所以其能保證路徑的安全性[17成元，只影響周圍空間的生成元，其拐點和邊，障礙物通常為一個多邊形而不是一個點，所預(yù)處理，常見的方法有取障礙物的幾何中心作具有代表性的點（頂點、邊的等分點等）作為建模的模型，圖中虛線部分為障礙物，本圖采線部分即為 AGV 路徑。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TS203;TP273

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本文編號：2621746