发布时间 : 星期四 文章AGV自动导引小车结构系统全设计 - 图文更新完毕开始阅读
为定时电容；IS为恒流充电电流；f为振荡频率。C3637具有一个高速、带宽为kHz、输出
低阻抗的误差放大器，既可以作为一般的快速运放，亦可作为反馈补偿运放。
3.7 运动学分析 3.7.1运动学方程
AGV自动导引小车的速度分析。
已知车轮驱动速度，求机构本体移动速度和旋转角速度。 两后轮分别驱动四轮机构的速度分析（Q为瞬心，P为后轮中心）
vp??v1?v22 (3-12)
y Q x?vpcos???v1?v22v1?v22? cos? (3-13)
A y?vpsin??sin? （3-14）
v1 v2 P B L ? A??v1Bv2?v1(3-15) o x ??v1v?v1?2 (3-16) 图3-13 AGV自动导引小车示意图 AB整理成矩阵形式：
sco?s??co?????22??x??sin??v1???sin? ?y???????2??v2?????21?????1????B??B??v?J?1? (3-17) ?v2?J为雅可比矩阵。
3.7.2转弯半径
小车在转弯时以速度?匀速转弯；小车两主动轮之间的距离为B；小车两主动轮中心（假设小车质量分布均匀）与转弯圆心的距离即转弯半径为R；车轮半径为r；两轮的速度分别为?1、?2；小车与行驶路面的摩擦系数为?。则有
R??2??g?[1] (3-18)
R??1000060?4?9.82?708.6mm 查表5-2[2] 取??4mm
故取小车转弯的最小半径为R?710mm。
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左、右轮的速度为[1]
2?r?2?2R??B??2A (3-19)
?2??0.4486mms
4?3.14?70?710 2?r?1??2R?B??2A (3-20)
4?rR??2R?B???2?710?260???1000060??1??2R?B??4?rA??2?710?260???1000060?4?3.14?70?710?0.3097mms
3.8 控制软件的设计
根据机器人的线速度和角速度的表达式(3-12) 和(3-16) ,可以计算状态量x、y 和φ:
2?????21 （3-22）
B1t ???0?r??r??l?dt (3-23)
2b?0cos?tx?x0?r??r??l?dt （3-24） ?02sin?t y?y0?r??r??l?dt (3-25) ?02采用数值积分方法进行近似检测: 将区间?0t?划分成若干充分小的子区间
?q??1??2 （3-21）
?0t1?，
?t1t2?,?tn?1tn?,则只要子区间?titi?1?相对于移动机器人的运动速度
选择得充分小,或者控制周期比较短,则检测精度可以达到使用的要求。表达式如下:
1tn ?n??n?1?r??r??l?dt (3-26) ?t2bn?1cos?n?1tn xn?xn?1?r??r??l?dt （3-27） ?tn?12sin?n?1tn yn?yn?1?r??r??l?dt (3-28)
2?tn?1另外,考虑到系统的各个状态量都是通过数字编码器输出的脉冲信号进行检测的,要将脉冲信号转换为机器人移动的距离及转过的角度,必须对脉冲信号进行定标,即确定每个脉冲与驱动轮移动的距离的系数。已知驱动轮的半径r = 70mm ,电机到车轮的减速齿轮的变比为62 : 1 ,电机每旋转一周发出500个脉冲,从而可以得到脉冲当量应为2 * PI * 70/(500 * 62) ,即0.01418mm/ P 。
对于控制系统的软件编程语言，要根据系统的要求进行选择，一般要求代码简捷，执行效率高，实时性好。AGV自动导引小车的引导原理是根据自动导引
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小车行走的轨迹进行编程，数字编码器检测出的电压信号判断其与预先编程的轨迹的位置偏差，控制器根据位置偏差调整电机转速对偏差进行纠正，从而使自动导引小车沿预先编程的轨迹行走。因此AGV自动导引小车行走过程中，需不断地根据输入的位置偏差信号调整电机转速，对系统进行实时控制。为对AGV自动导引小车实施控制，需要对硬件进行操作。
整个AGV自动导引小车的控制流程如图3-14所示。
开始函数、变量、中断初始化读取预设路径坐标路径规划及轨迹插补读取上次运行误差序列AGV平滑启动环节轨迹检测到第一段轨 迹终点吗？N偏差自动校正D/A输出Y第二段轨迹控制环节第i段轨迹控制环节到第i段轨 迹终点吗？N偏差自动校正D/A输出Y到终点了吗？NY存储本次轨迹控制误差序列结束
图3-14 控制系统程序结构图
程序开始：先设置函数和变量，并对各芯片进行初始化；读取预先设置轨迹的坐标；对轨迹进行插补；读取上次的误差，自动导引小车启动；进行轨迹的检测；判断第一段路径走完没有；NO则把检测的实际轨迹和预先设置的轨迹相比较产生偏差，接着把偏差送给D/A转换器，从而控制自动导引小车沿预先设定的轨迹行走。YES则走下一段轨迹，接着判断是否到达终点，到达终点结束；没到
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达终点则继续走下一段轨迹。
下面为圆弧插补程序，流程图如图3-15。 DDA圆弧插补程序：
XP BIT 00H ；X向益出标志 YP BIT 01H ；Y向益出标志
XS EQU 60H ；起点坐标X YS EQU 61H ；起点坐标Y XE EQU 62H ；终点坐标X YE EQU 63H JVX EQU 64H JVY EQU 65H JRX EQU 66H JRY EQU 67H JEX EQU 68H JEY EQU 69H ORG 1000H
MOV JVX，YS MOV JVY，XS MOV JRX，#0 MOV JRY，#0 MOV R2，XS MOV R4，XE
ACALL BSUB MOV JEX，R6 MOV R2，YS MOV R4，YE
ACALL BSUB MOV JEY，R6
CLR XP CLR YP
MOV R2, XS MOV R4, YS
ACALL YC CF: MOV A,JEX JZ YX MOV R2, JRX MOV R4, JVX
ACALL BADD MOV JRX, R6 MOV A, R7
CJNE A, JRX, NX1 SETB XP DEC XS
；终点坐标Y ；X积分累加器 ；Y积分累加器 ；X被积函数寄存器 ；Y被积函数寄存器 ；X向终点计数器 ；Y向终点计数器 ；初始化 ；求X坐标的计数初值 ；求Y坐标的计数初值 ；调用益出子程序 ；X向 ；修改X向寄存器 ；X向是否益出 38