發(fā)布時(shí)間：2020-03-28 12:01

【摘要】：全向AGV是一種新興的物流設(shè)備,能夠全方位自由移動(dòng),運(yùn)動(dòng)無(wú)死角,具有廣闊的市場(chǎng)前景;對(duì)全向AGV的研究,可以充分發(fā)揮其運(yùn)動(dòng)優(yōu)勢(shì),提高物流的智能化水平,具有較高的應(yīng)用價(jià)值。論文以移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)為基礎(chǔ),利用電機(jī)與控制、無(wú)線定位、無(wú)線通信、3D機(jī)器人仿真、MATLAB等軟硬件,開(kāi)展對(duì)全向AGV運(yùn)動(dòng)控制及路徑規(guī)劃的研究。首先建立了控制系統(tǒng)方案,采用計(jì)算機(jī)+DSP的系統(tǒng)架構(gòu),規(guī)定了通信方式并對(duì)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)、定位導(dǎo)航、電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等硬件構(gòu)成進(jìn)行了設(shè)計(jì);其次,針對(duì)全向AGV的高精度運(yùn)動(dòng)要求,對(duì)全向AGV進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,并對(duì)位姿變化過(guò)程進(jìn)行了離散化分析,設(shè)計(jì)了基于單神經(jīng)元PID算法的位姿控制器,利用V-REP對(duì)定位跟蹤、直線路徑跟蹤、姿態(tài)角控制等進(jìn)行了仿真分析。然后,針對(duì)靜態(tài)路徑規(guī)劃存在的全局環(huán)境信息獲取難度大的問(wèn)題,提出了滾動(dòng)窗口法與人工魚(yú)群算法相結(jié)合的全局動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃策略,設(shè)計(jì)了路徑規(guī)劃步驟,并在歐氏距離的基礎(chǔ)上,引入危險(xiǎn)路徑懲罰函數(shù)對(duì)人工魚(yú)群算法的適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行了改進(jìn);仿真結(jié)果表明,改進(jìn)后路徑的安全性得到了提高,全向AGV在有效規(guī)避障礙物的同時(shí),各路徑坐標(biāo)點(diǎn)與障礙物的平均距離增加了21.98%,碰撞危險(xiǎn)有效降低。最后,根據(jù)設(shè)計(jì)方案搭建了試驗(yàn)樣機(jī),設(shè)計(jì)了上位機(jī)與下位機(jī)軟件;完成了全向AGV的運(yùn)動(dòng)控制及路徑規(guī)劃測(cè)試。測(cè)試結(jié)果和仿真結(jié)果一致,證明了方案的可行性和算法的有效性。本文的研究成果可以為全向AGV的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)及類似項(xiàng)目提供理論參考和設(shè)計(jì)指導(dǎo),具有一定的推廣價(jià)值。
【圖文】：

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文動(dòng)方式劃分，AGV 可分為單輪驅(qū)動(dòng)式、差速驅(qū)動(dòng)式和全方位移動(dòng)采用三輪或五輪結(jié)構(gòu)，一個(gè)輪為動(dòng)力輪，其他輪為被動(dòng)輪，單輪，行進(jìn)速度慢，控制較為簡(jiǎn)單；差速驅(qū)動(dòng)式 AGV 多采用四輪結(jié)度差實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向等操作，靈活性較高，但精度較差，控制難度大；稱全方位移動(dòng)AGV或全向AGV（Omni-directional Automated Gui機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，，與傳統(tǒng) AGV 相比，行走結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎GV 由全方位移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，一般采用三輪左右和旋轉(zhuǎn) 3 個(gè)自由度，可以在保持本體方向不變的情況下沿直其他類型的 AGV 相比，擺脫了轉(zhuǎn)彎半徑的限制，能夠?qū)崿F(xiàn)零曲作在空間狹小、機(jī)動(dòng)性要求高的場(chǎng)合[8, 9]。全向 AGV 的驅(qū)動(dòng)輪是動(dòng)的核心部件，目前主要有正交輪、麥克納姆輪(Mecanum Whe麥克納姆輪相比于其他輪系，技術(shù)相對(duì)比較成熟，麥克納姆全向的一種全向 AGV，是當(dāng)前 AGV 機(jī)器人化發(fā)展趨勢(shì)的重要體現(xiàn)[6

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文大連組合機(jī)械研究所等機(jī)構(gòu)都研制出各自的AGV并小規(guī)模投入生產(chǎn)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)AG發(fā)展非常迅速，涌現(xiàn)出大量的 AGV 廠家，部分機(jī)構(gòu)取得了不錯(cuò)的成績(jī)，但與國(guó)際先進(jìn)水平依然存在明顯的差距。目前國(guó)內(nèi)主要以電磁感應(yīng)導(dǎo)引 AGV 為主，成本較低，施工難度大，難以進(jìn)行改造升級(jí)；隨著生產(chǎn)節(jié)奏的加快，激光導(dǎo)引 AGV 和視覺(jué)導(dǎo)引 AG等得到了快速推廣，但成本相對(duì)較高，市場(chǎng)占有率有限。受到日本、臺(tái)灣 AGC 產(chǎn)品的影響，國(guó)內(nèi) AGV 技術(shù)大多簡(jiǎn)化了歐美 AGV 的自動(dòng)裝卸功能，著重于 AGV 導(dǎo)引技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，對(duì)自由路線式 AGV 相關(guān)技術(shù)的研究工作大多仍處在理論和試驗(yàn)階段。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2604423