智能AGV小车控制系统设计分析

信息与电脑2018年第22期China Computer&Communication软件开发与应用智能AGV小车控制系统设计分析朱瑞丹 阳明霞（柳州职业技术学院，广西 柳州 545006）摘　要：目前，我国不断加大自动导引车研究方面的研究和投资力度。基于此，通过对自动导引车控制技术的研究和探索，结合工业实际需求和自动导引车控制技术需求研发其结构形态，在此基础之上设计了自动导引车差速调节控制系统，该系统主要基于灰度传感器，确保自动导引车接收到上位机信号之后，可以利用无线通信和电梯交互实现自动导引车的安全避障和上下电梯功能。关键词：智能AGV小车；控制系统；设计分析中图分类号：TP23    文献标识码：A    文章编号：1003-9767（2018）22-141-03Design Analysis of Intelligent AGV Car Control System(Liuzhou Vocational & Technical College, Liuzhou Guangxi 545006, China)Zhu Ruidan, Yang Mingxiaon this, by studying and exploring the control technology of the automatic guided vehicle, and combining the actual requirements of Abstract: At present, China is constantly increasing the research and investment in automatic guidance vehicle research. Based adjustment control system is designed. Based on the gray scale sensor, After the automatic guide car receives the upper computer the industry and the control technology of the automatic guided vehicle, the structure form of the automatic guided vehicle differential the function of the upper and lower elevators.signal, the wireless communication and elevator interaction can be used to achieve the safety avoidance of the automatic guide car and Key words: intelligent AGV car; control system; design analysis１　引言导引车可以快速准确的完成各项任务，需要其在最短时间到自动导引小车是基于计算机控制的无人驾驶自动化车达指定地点。为了实现以上目标，需要确保自动导引车能够辆，它能够按照作业要求和规划完成取送货和充电操作，具有效处理获取的数据信息，按照处理结果寻找最理想的路径，有较高的灵活性和工作效率，自动引导小车广泛应用于生产按照预先设计的路径，使上位机将地图发送给自动导引车，行业和装配领域。自动导引车控制技术最早出现在美国，我对自动导引车遇障后的处理措施进行优化。在该研究中涉及国应用的自动导引车主要是以磁导航和激光导航为主。我国到的自动导引车为智能化控制产物。与传统控制方式不同，在自动导引车研究方面不断加大人力和财力的投入，但是，智能控制不需要依赖控制对象即可完成数学模型的创建。智由于其具有较高的应用成本，因此无法推广使用。通过设计能控制优势在于能够在控制设计领域中得以广泛应用[2]。图自动导引车控制系统，确保其能够完成各项生产运输作业[1]。1为自动导引车系统的结构框架图。２　自动导引车系统３　自动导引车控制系统各模块设计自动导引车的类型主要包括普通型、半智能型和智能型，通过对自动导引车系统运行原理分析发现，在路径规划其引导方式主要包括磁感应导引、光带感应导引以及激光导完成之后，上位机在向主控芯片发送指令时需借助无线通信引，按照不同结构型式和用途可以将其划分为承载型、货叉功能。主控制模块能够接收和处理系统发出的数据包，能够提升型和牵引型。此次研究设计的自动导引车主要是利用上获取电梯状态、小车具体位置以及速度等信息，从而有效控位机中的无线通信功能对运送货物进行控制，为了确保自动制自动导引车的导航和运动。控制系统应用模块化设计理念基金项目：2015广西教育厅高校科研项目“适应准时生产的自动导引运输车设计”（项目编号：KY2015LX655）。作者简介：朱瑞丹（1982-），男，广西柳州人，硕士研究生，讲师。研究方向：机电一体化系统设计、机电设备管理。阳明霞（1984-），女，广西灵川人，硕士研究生，讲师。研究方向：物联网技术应用。—　　　１４１　　　—软件开发与应用信息与电脑China Computer&Communication2018年第22期的各模块功能如图2所示。步情况。为了确保自动导引车速度的平稳性，防止出现急刹车情况。需要应用软件对自动导引车减速时间或者加速时间进行减慢处理，确保其运行的稳定性，避免启动电机时导致电机损坏，为电机运行起到保护作用。4.3 运动系统控制自动导引车在实施运动系统控制时采用了多种控制措施，其中，单舵轮驱动由固定从动轮和舵轮组成，此种结构能够扩大应用范围，且对地表面要求较低。但是，在稳定性方面表现不理想，转弯时容易倾斜。差速渠道是由固定从动轮和固定驱动轮组成，转弯主要依靠两个驱动轮之间的差速驱动实现。双舵轮驱动是由两个从动自由轮和舵轮组成，应图１　自动导引车系统结构框架用于四轮车型，能够实现全方位行驶，主要应用于作业方向要求比较高或者狭窄通道环境中。除上述控制措施外，在对自动导引车运动速度实施控制时，需要利用控制器发出的脉冲频率对行进速度进行控制，需要利用步进电机控制器控制电机方向，连接步进控制器控制端口和微控制器的引脚即可实现。为了方便步进电机的正反转，应当充分发挥微控制器引脚的高低电平。在对自动导引车运动距离实施控制时，由于自动导引车微控制器会将脉图２　自动导引车控制系统组成模块冲发送至步进驱动器，因此需要通过闭环控制使电机转动。主控模块：该模块能够对电机和传感器起到驱动效果，按照步进驱动器设置能够对步进电机转动脉冲实施计算控实现多机通信，还能有效控制各类设备。导航导引模块：该模制，在自动导引车发出若干脉冲之后会使驱动轮转动。块能够确保自动导引车根据预设路径运行，还能对其精度实施4.4 车载控制控制。无线通信模块：该模块能够在上位机和自动导引车中起自动导引车控制系统中车载控制器属于核心部件，能够到媒介传导作用，利用无线通信能够确保上位机发出的控制命提示出自主避障信息、电源管理信息、导航控制信息等，且能令可以自动导引车控制器。如果自动导引车需要对自身状态进够与管理监控计算机实施通信，全面反映出自动导引车的工作行反馈时则可以利用无线通信模块。安全避障模块：该模块能状态、接收调度指令和工作指令。从某种程度上说，车载控制够确保现场人员和自动导引车的安全，按照实际需求能够有效器的可靠性会对自动导引车产品的可靠性造成直接影响。结合软件和硬件设施，从根本上提升避障效果。５　自动导引车软件控制系统设计４　自动导引车系统控制措施5.1 控制软件结构4.1 定位引导系统控制控制软件结构中的主控机控制、电梯控制以及人机交互此次研究在综合分析了实验室情况之后决定采用光学导在实现信号交互时，需要借助无线通信系统将自动导引车、引方式，该导引方式原理是将位置精确的激光反射板设置在电梯系统和上位机系统连接在一起。自动导引车行驶轨迹上，确保激光定位装置发射激光束，可以对不同角度发射板反射信号进行采集。按照三角几何计算5.2 自动导引车程序软件方式明确方向和位置，实现自动导引车导引。由于自动导引电梯控制：电梯为了实现安全稳定运行，必须借助自动车对转弯和重心具有严格要求，因此，在控制系统设计期间编辑逻辑控制器的控制作用实现。将无线通信模块加装在控可以采用前后两侧自由轮对称分布设计，在结构正中心安装制器上，在接收到控制信息之后，能够对电梯上下楼进行有驱动轮，对自动导引车转向和行进进行控制，能够在一定程效控制，在到达制定楼层后能够利用无线通信模块将电梯运度上影响其制导和导航功能[3]。行状态下发到自动导引车中。上位机监控：上位机的作用在4.2 驱动系统控制于规划自动导引车行进路径，实时显示行进状态。利用无线通信模块能够发送自动导引车指令，接收电梯状态信息。在该系统主要是通过速度反馈闭环控制原理实现。由测速设计期间必须按照上位机实际功能进行，从而确保设计效果反馈单元可以将速度信号反馈给驱动器，能够降低进电机丢达到要求。程序软件：在对自动导引车控制程序进行控制时—　　　１４２　　　—信息与电脑2018年第22期China Computer&Communication软件开发与应用需要综合考虑各项功能，自动导引车控制程序的作用在于接6.3 系统通信实现收上位机发出指令，以确保电梯和自动导引车之间的通信效果，因此，在控制系统中控制程序具有重要作用，能够确保此次设计主要应用通信模块实现上位机和自动导引车之自动导引车稳定运行，提高运行的可靠性。间的通信效果。因此，在设计期间需要应用两组通信模块，一组和控制主机连接，充当协调器；一组和自动导引车连接，６　控制系统的实现和调试充当终端。在通信模块无法接收数据信息时，终端处于休眠6.1 自动导引车控制系统的实现状态；反之，继续工作。采用此种模式能够有效降低系统能耗，充分发挥出节能减排效果。为了确保终端和协调器之间的信按照此次设计要求和对控制措施的分析研究可以看出，息传输，应确保上位机的通信控制效果，同时，可以利用通应当注重系统中关键元件的选型问题。设计应用的转换器采信协议确保自动导引车和上位机之间的数据收发稳定性。集来自于传感器模拟信号，通过内存存取模式能够将模拟信号转化为数字信号，快速交换各项数据，有效降低主控芯片７　结　语负载情况。利用定时器中的PWM可以将其信号传输到步进按照自动导引车控制系统的运作原理和工作要求，笔者电机伺服控制器中，这样能够对步进电机起到驱动作用。AD设计了一种差速调节控制系统，该系统主要借助灰度传感器值和灰度传感器能够借助主控制器的处理效果，实现自动导实现，在完成设计之后对系统实施调试运行。按照调试结果引车的避障功能和寻线。自动导引车采用独立供电电源方式，能够看出，此次设计的自动导引车控制系统，能够确保自动将蓄电池作为电力来源，联合功率要求能够确保电源选择的导引车和上位机之间的信息传递，借助电梯无线通信功能能合理性。为了确保自动导引车运行的平稳性，不会因为意外够确保自动导引车实现运行和上下楼梯自动化，在遇到障碍事件所导致停车故障，应当将电源报警系统设计在系统中，物之后能够合理规避。从整体上看，自动导引车控制系统具在电量不足时自动发出警报[4]。备效率高且耗能低的优势。希望此次设计实验能够对我国智6.2 系统流程调试能自动导引车控制系统的发展起到一定推动作用。在流程调试时需要经过以下步骤。第一，启动系统，建参考文献立终端和通信模块的协调器，通过通信模块的LED灯闪烁情况对通信情况进行判断。第二，通过串口校验机、波特率[1]申爱民,赵志凌.基于麦克纳姆的全向AGV自转与以及端口号，能够确保通信模块和上位机之间的通信效果，公转耦合控制算法[J].机械传动,2018,42(9):106-110,148.在设置完成之后需要打开串口，以确保通信稳定性。第三，[2]常建娥,莫易敏,李佛胜,等.基于Manhattan距离的规划路径，在完成规划之后可以做好准备工作，在自动导引汽车总装车间带时间窗多AGV小车调度优化[J].武汉理工车运行之前需要对其行进速度进行控制。第四，自动导引车大学学报(交通科学与工程版),2017,41(4):589-594.在运行期间若遇到障碍物会利用通信模块将信息向上位机传[3]郑海丽,谢宏.基于AGV的智能停车场路径规划与输，及时通知工作人员。第五，在遇到特殊情况时需要借助调度算法研究[J].现代计算机(专业版),2018(17):23-27.人工控制操作，此时可以通过上位机对自动导引车实施手动 [4]张镓,霍佳震,姚梦瑶,等.汽车零部件仓库的库位控制。优化方法与实例——人工与AGV模式的比较[J].上海汽车,2017(9):39-43.（上接第140页）CPOS接口进行连接，第一电子聚集点与第二电子聚集点采参考文献用互联的方式连接。其他聚集点和核心节点互联，形成四通[1]张涛.计算机通信技术专网建设方案研究[J].教育现互联的网络结构框架。嵌入层的设计方案：嵌入层要建立在代化,2016(8):134.枢纽通信站内，地调枢纽通信站要连接两个不同的电子聚集[2]龚磊.智能化计算机实验室建设分析[D].上海:上海点，县调通信站连接两个不同的枢纽通信站汇聚点。形成稳大学,2018:126-139.点的网络结构框架。[3]张伟.计算机网络建设[D].西安:西安电子学６　结　语院,2016:135.在泰州学院建立的计算机网络实验室，有效提高了学院的[4]张珊.如何开展机房布线工作[D].长沙:中南大整体教学水平，为信息化技术应用到高校教学工作中奠定了基础。学,2016:129.—　　　１４３　　　—