智能車模動態(tài)尋跡控制系統研究.pdf

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

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

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

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

5、究了智能車舵機轉向系統，即基于模糊控制的舵機轉向系統設計。首先，建立模糊變量的隸屬函數和控制規(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，最后將設計的算法應用到基于MC9S12XS128單片機的智能車硬件系統。實驗結果證明，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。
　　 本文對智能車偏轉角度和運行速度進行了模糊控制設計，使小車能快速穩(wěn)定自動循跡。實驗證明該系統的路徑識別能力和抗干擾能力

6、強，響應速度快、超調量小，具有較好的動態(tài)性能和良好的魯棒性。
　　 整車系統設計與軟件開發(fā)，軟件設計原則對控制系統軟件的設計與實現進行了描述，主要包括MC9S12XS128系列單片機的性能簡介、I/O分配、程序流程圖、初始化設計、功能模塊設計等。其中，初始化設計分別是時鐘模塊、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、其他輔助控制系統的設計，如安全系統、停車定位控制系統、多臺AGV無線調度系統。安全系統可以保護AGV、人員和運行環(huán)境設施的安全；停車定位控制系統，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，以實現停車定位；多臺AGV無線調度系統，采用RFID快速準確地采集AGV的位置和狀態(tài)的數據信息，并由中央控制室監(jiān)控系統中各個AGV的工作狀態(tài)，協調各個AGV的工作。
　　 最后，對全文進行了總結和展望。對智能車模的機械調整和硬

8、件設計、相關算法和軟件設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、有效地實現精確尋跡。
　　 (2)在更多復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無線射頻技術和無線網絡傳輸，研究多智能車模的任務調度系統，