集裝箱運(yùn)輸自動(dòng)導(dǎo)引小車的優(yōu)化控制研究.pdf

1、集裝箱運(yùn)輸?shù)难该桶l(fā)展使得集裝箱的集散地—港口的調(diào)度任務(wù)日益繁重，自動(dòng)完成從泊位到集裝箱堆場(chǎng)的運(yùn)輸已成為必要。本文對(duì)集裝箱自動(dòng)導(dǎo)引小車(AGV)的跟蹤控制、點(diǎn)鎮(zhèn)定控制、定位停車及路徑規(guī)劃等方面進(jìn)行了研究，現(xiàn)將全文內(nèi)容概要如下：對(duì)全輪轉(zhuǎn)向、后輪驅(qū)動(dòng)的AGV進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，導(dǎo)出了相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；針對(duì)所采取的航標(biāo)探測(cè)與慣性導(dǎo)航相結(jié)合的導(dǎo)航方式，推導(dǎo)了全輪轉(zhuǎn)向、后輪驅(qū)動(dòng)的AGV的航位計(jì)算公式。針對(duì)現(xiàn)有遺傳算法無(wú)法兼顧全局搜索能力與

2、局部搜索能力的缺點(diǎn)，提出了兩相遺傳算法，該算法使遺傳算法同時(shí)具備了較好的全局與局部搜索能力。在對(duì)AGV的控制方面，本文提出對(duì)控制律中的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的思想，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制性能最優(yōu)化，且將系統(tǒng)控制量限制在允許范圍內(nèi)。當(dāng)AGV的初始位姿改變后，控制參數(shù)也需重新優(yōu)化以達(dá)到最佳的控制效果。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)AGV控制參數(shù)的優(yōu)化能顯著提高其軌跡跟蹤和點(diǎn)鎮(zhèn)定的精度。并進(jìn)一步提出了一種控制參數(shù)在線優(yōu)化方法，該方法無(wú)需利用控制參數(shù)的導(dǎo)數(shù)信息(

3、事實(shí)上也無(wú)法獲取導(dǎo)數(shù)的表達(dá)式)，且克服了直接用遺傳進(jìn)行在線優(yōu)化時(shí)計(jì)算量大的缺點(diǎn)。由于集裝箱運(yùn)輸AGV的特殊引導(dǎo)方式，導(dǎo)致AGV的跟蹤軌跡為離散節(jié)點(diǎn)。將小車對(duì)離散節(jié)點(diǎn)的跟蹤轉(zhuǎn)化成小車對(duì)分段連續(xù)軌跡的跟蹤，并根據(jù)AGV的運(yùn)動(dòng)特性將對(duì)小車的直行速度v和轉(zhuǎn)向角速度ω的控制律轉(zhuǎn)換為對(duì)車輪的轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)角β的控制律。針對(duì)AGV存在正常工作模式(只能直線行走或繞中心轉(zhuǎn)向)和停車模式(允許AGV沿其車體方向側(cè)向移動(dòng))的特點(diǎn)，將對(duì)AGV的定位

4、停車控制分成兩步完成：首先，將處于正常工作模式的AGV引入待泊車位。為了讓AGV順利駛?cè)氪窜囄?，采用路徑?guī)劃和模糊邏輯控制(FLC)相結(jié)合的手段：從AGV的當(dāng)前位置到待泊車位間規(guī)劃出一條最佳行駛路徑；然后，用FLC控制AGV按預(yù)定路徑行駛，并用兩相遺傳算法對(duì)FLC隸屬度函數(shù)中的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化以改善定位停車精度。當(dāng)AGV進(jìn)入待泊車位后，讓AGV進(jìn)入停車模式，并編好相應(yīng)控制流程以順利實(shí)現(xiàn)AGV的精確停車。在路徑規(guī)劃方面，根據(jù)