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基于磁导航的AGV转弯和校偏算法研究与设计
| 论文题名： | 基于磁导航的AGV转弯和校偏算法研究与设计 |
| 关键词： | 磁导航;自动导航小车;校偏算法;转弯控制 |
| 摘要： | 随着我国经济的发展，企业的各种生产成本在不断提升，降低生产成本就变得非常重要，而计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing Systems，CIMS）为这个问题提供了一个很好地解决方案。CIMS由多个系统组成，其中用于物料搬运的自动导航小车（AutomatedGuided Vehicle，AGV）非常重要。目前AGV的主要导航技术是激光导航和磁导航，激光导航对场地的限制比较大，且费用高昂，磁导航是公认的一种非常优秀的AGV导航技术。磁导航虽然可靠性高、适应性强，但是磁导航在校偏操作中易出现失败的问题。本文主要在国内外AGV运行控制研究的基础上，对磁导航AGV的校偏和转弯问题进行进一步的研究。 首先，本文对磁导航AGV的磁信号传感器进行了相关的技术分析，分析了各类传感器的优缺点并结合项目需求对磁传感器进行了选型，设计了传感器阵列，同时对传感器的安装进行了研究，为了进一步提高磁导航的精度，提出了前后双排传感器的安装方案。选择了磁信号源磁带和磁钉的材料，根据项目需求对磁钉的外形和尺寸进行优化设计，并设计了磁带和磁钉混合铺设的方案。 其次，对磁导航的横向偏移检测算法进行研究，分析了在实际工程中的外界干扰来源，并使用相应的噪声滤除算法去除了地磁场的干扰。为了提高横向偏移量的检测精度，在分析横向偏移检测算法的基础上运用了序列最值比值法，由于该算法需要确定数据的有效阈值，因而在不同的地点需要进行大量的测量，使得其适应性较差。为了解决该问题，对该算法进行了改进，改进算法通过计算出磁场比值与横向偏移的数学关系而得出横向偏差，使得该算法可以不确定阈值进行横向偏差的检测。相比原算法，改进算法不仅提高了适应性，而且进一步提高了测量精度。 然后，通过分析 AGV的运动和其结构特点，本文建立了AGV的运动轨迹模型，并对该模型进行了仿真验证，仿真结果表明，该模型不仅能够描述AGV的直线运行轨迹，而且可以描述 AGV的转向轮时刻变化时的运动轨迹。运用该模型对AGV校偏和转弯过程中的运动轨迹进行描述，规划了AGV校偏和转弯过程的理想运动轨迹。通过仿真，运用该模型规划的转弯和校偏轨迹可以很好地完成校偏和转弯。 最后，由于AGV的运动方程是非完整性约束非线性控制模型，所以常用的控制方法难以对AGV进行有效的控制，文中运用自适应反演滑模控制算法对AGV的运行轨迹进行跟踪控制，仿真结果表明该算法是可行的。 |
| 作者： | 陈俊 |
| 专业： | 检测技术与自动化装置 |
| 导师： | 闫保中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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