实例介绍
【实例简介】
这个文档主要介绍plc的整套对agv的开发过程对现实还是有一定的积极意义的
长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名: 6 日期:20/b月&日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文 被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、维印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到 《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。 本学位论文属于 1、保密口,在年解密后适用本授权书。 2、不保密駟。 (请在以上相应方框内打“√”) 作者签名: 日期:0/年6月孑日 导师签名: 日期:年/月。日 摘要 AGV自动导航车是现代物流领域的一个重要的研究课题。在工业领域柔性 化生产中越来越重要,高性能、高有效性的AGV控制器受到国内外学者的高度 重视。本文采用模糊控制方式,针对AGⅴ小车的响应速度、稳定性要求,设计 实现了一种基于运动学模型的AGV控制系统。 该控制系统按功能模块化设计硬件电路,由电杌驱动模块、路径识别模块、 避障模块、通信模块组成。电机驱动模块由直流无刷电机驱动模块和电机速度检 测模块组成,实现对直流无刷电机的控制;路径识别模块由位置检测模块和站点 识別模块组成,实现小车对路径的识别,达到对路径跟踪控制的目的;避障模块 实现小车的安全性;通信模块由CAN通信模块和无线ⅵi模块组成,实现控制 系统的通信。 小车的测试实验表明,先后给以80mm和-100mm的位置偏差,AGV小车能 够在3s内对位置偏差进行修复,小车速度振幅控制在±10mm/s,小车位置偏差 修复后,3s时间内,速度可回调到位置偏差前的速度,即小车回“零位”的速 度比较快,表明AGⅴ控制系统的平稳性好,能够很好实现对路径的跟踪,同时 也能及时的应对运行过程中的误差突变。 关键字:AG;运动学模型;磁导航;模糊控制 ABSTRACT The Automatic Guided Vehicle (AGv) is an important research topic in the field of modern logistics. Flexibility in the field of industrial production more and more important, the AGV controller which has the high performance and the high efficiency has been received the extensive attention by scholars both at home and abroad. This paper adopts the fuzzy control method, in view of the aGv car response speed and stability requirements, the design has realized one kind of AGv control system based on kinematics model The control system hardware circuit is designed according to the function modular, the motor drive module, path recognition module, obstacle avoidance module, communication module. Motor driver module is composed of brushless dc motor driver module and motor speed detection module, realize the control for the brushless dc motor. Path recognition module is composed of position detection module and site identification module, realize the aGv for the path recognition, achieve the goal of the path tracking control; Obstacle avoidance module to realize the safety of the car; Communication module of Can communication module and wireless wifi module composition, realization of the control system of communication The test results show that, successively give 80mm and 100mm positional deviation. the location of the AGv can within 3s to fix position deviation, vehicle speed amplitude control in the plus or minus 10mm/s after repair the car position deviation, within 3s the speed can be back to the front of the position deviation of speed, the car back to " zero"speed is faster, the results show that the AGv control system have good stability, a good path tracking, and can provide timely responses during the operation of the error mutation Keywords: AGV; Kinematics Model; Magnetic Navigation; Fuzzy Control 目录 摘要 ABSTRACT… 命命命中苹命命品哪命命命哪请自品中“非哪非命命命哪 第一章绪论 1AGV概述… 12AGV国内外发展现状… 121国外发展历史及现状 122国内发展历史及现状 13AGV的引导方式 14本文的主要工作和主要问题 .b自.身自命看非世看带看音萨世看中·宁非命●学● 122455 141本论文的主要工作… 142本论文解决的主要问题 第二章AGV车体结构及运动学模型建立 21AGV结构分类 。B西自鲁自·切是息甲带导 211三轮结构 2.12四轮结构 213五轮或六轮结构. 22AGV的性能指标 23AGⅤ的组成 幽·命命 667789 24AGⅤ运动状态分析 申·自意 25AGⅤ小车对电机的基本要求 10 26AGV的运动学模型 27本章小结 12 第三章AGNV控制系统硬件设计 3IAGⅴ控制系统整体结构. 13 32AGV控制系统研究方案 32ICAN总线通信模块 即 14 322无线wif模块 15 323电机实时速度检测 看·。专中●·音专中 324磁导航传感器组 3.2.5障碍检测 18 326AGV小车对线路与站点的识别 鲁·。感垂品自世品身岳一益自备自e非你ee非物 9 327AGV小车位置判断 33硬件系统组成 21 331控制器芯片应用说明.1 332电机驱动模块 24 333电源模块… 6 33.4通讯模块 命命命命··命命自命命● 27 34本章小结 28 第四章AGV路径跟踪控制方法研究 41AGⅴ控制策略选择 42模糊控制简介… 29 4.3模糊PD控制器. 30 43.1模糊PD控制器的数学模型 查看着看看看昏春●●● 43,2模糊PID控制器的控制思想 31 43.3AGⅴ控制系统模糊控制必要性… 31 44模糊PID控制器设计… 33 44.1模糊PID控制器的输入输出量的确定 …3 44.2模糊控制规则的设计. 节。申春。鲁合。节是看看。节.自DD春 33 45模糊PID控制器的仿真… 昨非···命e命自···总最 46本章小结 38 第五章AGV控制系统软件设计 51引言 39 52编译环境的介绍.....120 53控制软件设计 鲁暴 非画非最命自曲曲自自非非命春告音春鲁D看 41 531产生PWM的程序流程. 53,2电机实际速度检测模块程序流程 42 5.3.3避障控制模块程序流程…. 534驱动控制模块程序流程 中学鲁鲁鲁。鲁。● 44 535CAN总线通信模块程序流程. 54本章小结 45 第六章系统测试与结果分析 6.1路径跟踪测试. 46 62避障能力测试 63本章小结 总结和展望 看中· 49 参考文献 看●。。意非。。市中自看非如鲁 致谢 附录A(攻读学位期间发表论文及专利目录) 55 第一章绪论 第一章绪论 1.1AGV概述 现代制造工艺的飞速发展,带动了柔性制造系统FMS和柔性装配系统FAS的 迅速发展。中国早在“十一五”规划中就制定了侧重于科学和技术的发展, 以先进的制造技术来提高企业的竞争力。自21世纪开始,物流的发展成为一个新 热点。现代物流行业,尤其是西方的设备和实现技术已经达到很成熟的水平。目 前,现代化物流格局已经形成以信息技术为核心,以信息、运送、卸载、自主化 仓储、库存统计、自主化配货、包装等专业技术为支撑的现代化物流技术4。 而自主导航车AGV是实现AGVS、FMS、CIMs的关键基础设备,是实现现代物 流自动化和智能化的核心技术之—p AGV( Automated Guided Vehicle)是自动导航小车的英文缩写,是一种自主 驾驶、无人操纵、以电池为动力的自动化运输设备,装有电磁或者光学等非接触 自动导向装置和独立寻址系统。它的主要特点表现为具有可编程功能、安全保 护装置、启停装置以及搬载功能并能在上位机的监控下,根据给定的起点和终点 自主地沿预设的导引路径行驶,安全到达目的地,完成搬运卸载任务。其已经成 为仓储物流自动化系统、柔性生产线、柔性装配线的重要设备。 资料显示,在整个产品生产的过程中,用于加工和制造仅仅只占有5%的时 间,剩余95%的时间主要用于包装、储存、装卸和运输;而在美国、日本和欧 洲发达国家,直接劳动成本所占生产成本的比例不足15%而且这一比例还在 不断下降,而储存、运输所占的成本却占总成本的40%7。因此各工业强国把 降低物流成本作为提高企业竞争力的重要措施,在这样的背景下,AGⅤ小车广 泛地应用于各行各业,并受到了极大的欢迎。 12AG国内外发展现状 AGⅤ是伴随着叉车技术和机器人技术产生并发展而来的,但都是为了实现 货物的自动搬运为目的的3。随着技术的不断发展,AGV的功能不断完善, 应用领域越来越大。 硕学位论文 121国外发展历史及现状 AGV在国外起步早、发展快。首次出现在公众视野的AGV原型车于1913在美 国福特汽车公司下线,该原型车首次将有轨引导的小车代替原来使用在汽车底盘 装配线上的输送机,根据福特公司对外公开的资料,该小车将装配时间缩短了15 小时,极大地提高了生产效率,从此AGv就步入了高速发展的时代例1953年, 世界上第一台AGV由美国 Barrett Electric公司研制成功,采用真空管技术自动跟 踪钢丝索行走。1954年,由英国人首先去掉了地面上的导引轨道,研制出了采 用埋线电磁感应方式跟踪路径的AG。50年代末,AGV开始在欧洲推广使用。 1959年,AGV系统在美国开始应用山。由文献-5,12,3]可知:直到70年代,AGv 仍然主要采用电磁感应方式引导。 AGv的优越性促使其不断发展,应用非常广泛,特别是在工业强国。随着物 流系统的完善,AGV系统逐渐与计算机技术相融合,六十年代,计算机技术开 始参与AGV系统的控制和管理;1969年,AGV首次在瑞典投入使用,主要集中 在制造业12截止到六十年代和七十年代初, Barrett, Webb、 Clark公司占有市 场大部分的AGV销售份额;同时在这个时期,AGV导引方式开始发展五花八门, 各种环境的适应加速了AGⅤS的迅速发展。八十年代欧洲的AGV技术开始转移到 美国,而且随着计算机控制系统的加入,美国使AGv的性能更加先进,AGⅤ控 制器可靠性进一步加强,运输量进一步增加;此时,美国的AGV生产商由23家 (1983年)增加到74家(1985年),全美国使用AGV的数量增加到3900多台101。 1990年,AGⅴ制造强国瑞典NDC开发出新型的基于激光引导的AGV控制系统。 同时,AGⅤ在日本的应用也比较成熟。到1988年,日本的AGV制造企业达到 20多家,如比较知名的企业大福、 Fanuc公司、村田公司等。日本也成为使用AGV 最广泛的国家之一。随着AGV技术的不断提高,美国、日本、欧洲等发达国家 的使用已经非常广泛。现在的AGV控制系统装有车载计算机、通讯装置、安全 装置和货物装卸设施,自动化程度很高,应用领域相当广泛,汽车制造、造纸、 印刷、医药行业是使用量最大的行业,约占全球AGV总销量的80%15。目前, AGV的发展趋势是研究无固定引导路线、高度自由的AGV。 122国内发展历史及现状 我国第一台AGⅣ在1975年由北京起重运输机械研究所完成,该AGⅤ采用电磁 【实例截图】
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这个文档主要介绍plc的整套对agv的开发过程对现实还是有一定的积极意义的
长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名: 6 日期:20/b月&日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文 被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、维印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到 《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。 本学位论文属于 1、保密口,在年解密后适用本授权书。 2、不保密駟。 (请在以上相应方框内打“√”) 作者签名: 日期:0/年6月孑日 导师签名: 日期:年/月。日 摘要 AGV自动导航车是现代物流领域的一个重要的研究课题。在工业领域柔性 化生产中越来越重要,高性能、高有效性的AGV控制器受到国内外学者的高度 重视。本文采用模糊控制方式,针对AGⅴ小车的响应速度、稳定性要求,设计 实现了一种基于运动学模型的AGV控制系统。 该控制系统按功能模块化设计硬件电路,由电杌驱动模块、路径识别模块、 避障模块、通信模块组成。电机驱动模块由直流无刷电机驱动模块和电机速度检 测模块组成,实现对直流无刷电机的控制;路径识别模块由位置检测模块和站点 识別模块组成,实现小车对路径的识别,达到对路径跟踪控制的目的;避障模块 实现小车的安全性;通信模块由CAN通信模块和无线ⅵi模块组成,实现控制 系统的通信。 小车的测试实验表明,先后给以80mm和-100mm的位置偏差,AGV小车能 够在3s内对位置偏差进行修复,小车速度振幅控制在±10mm/s,小车位置偏差 修复后,3s时间内,速度可回调到位置偏差前的速度,即小车回“零位”的速 度比较快,表明AGⅴ控制系统的平稳性好,能够很好实现对路径的跟踪,同时 也能及时的应对运行过程中的误差突变。 关键字:AG;运动学模型;磁导航;模糊控制 ABSTRACT The Automatic Guided Vehicle (AGv) is an important research topic in the field of modern logistics. Flexibility in the field of industrial production more and more important, the AGV controller which has the high performance and the high efficiency has been received the extensive attention by scholars both at home and abroad. This paper adopts the fuzzy control method, in view of the aGv car response speed and stability requirements, the design has realized one kind of AGv control system based on kinematics model The control system hardware circuit is designed according to the function modular, the motor drive module, path recognition module, obstacle avoidance module, communication module. Motor driver module is composed of brushless dc motor driver module and motor speed detection module, realize the control for the brushless dc motor. Path recognition module is composed of position detection module and site identification module, realize the aGv for the path recognition, achieve the goal of the path tracking control; Obstacle avoidance module to realize the safety of the car; Communication module of Can communication module and wireless wifi module composition, realization of the control system of communication The test results show that, successively give 80mm and 100mm positional deviation. the location of the AGv can within 3s to fix position deviation, vehicle speed amplitude control in the plus or minus 10mm/s after repair the car position deviation, within 3s the speed can be back to the front of the position deviation of speed, the car back to " zero"speed is faster, the results show that the AGv control system have good stability, a good path tracking, and can provide timely responses during the operation of the error mutation Keywords: AGV; Kinematics Model; Magnetic Navigation; Fuzzy Control 目录 摘要 ABSTRACT… 命命命中苹命命品哪命命命哪请自品中“非哪非命命命哪 第一章绪论 1AGV概述… 12AGV国内外发展现状… 121国外发展历史及现状 122国内发展历史及现状 13AGV的引导方式 14本文的主要工作和主要问题 .b自.身自命看非世看带看音萨世看中·宁非命●学● 122455 141本论文的主要工作… 142本论文解决的主要问题 第二章AGV车体结构及运动学模型建立 21AGV结构分类 。B西自鲁自·切是息甲带导 211三轮结构 2.12四轮结构 213五轮或六轮结构. 22AGV的性能指标 23AGⅤ的组成 幽·命命 667789 24AGⅤ运动状态分析 申·自意 25AGⅤ小车对电机的基本要求 10 26AGV的运动学模型 27本章小结 12 第三章AGNV控制系统硬件设计 3IAGⅴ控制系统整体结构. 13 32AGV控制系统研究方案 32ICAN总线通信模块 即 14 322无线wif模块 15 323电机实时速度检测 看·。专中●·音专中 324磁导航传感器组 3.2.5障碍检测 18 326AGV小车对线路与站点的识别 鲁·。感垂品自世品身岳一益自备自e非你ee非物 9 327AGV小车位置判断 33硬件系统组成 21 331控制器芯片应用说明.1 332电机驱动模块 24 333电源模块… 6 33.4通讯模块 命命命命··命命自命命● 27 34本章小结 28 第四章AGV路径跟踪控制方法研究 41AGⅴ控制策略选择 42模糊控制简介… 29 4.3模糊PD控制器. 30 43.1模糊PD控制器的数学模型 查看着看看看昏春●●● 43,2模糊PID控制器的控制思想 31 43.3AGⅴ控制系统模糊控制必要性… 31 44模糊PID控制器设计… 33 44.1模糊PID控制器的输入输出量的确定 …3 44.2模糊控制规则的设计. 节。申春。鲁合。节是看看。节.自DD春 33 45模糊PID控制器的仿真… 昨非···命e命自···总最 46本章小结 38 第五章AGV控制系统软件设计 51引言 39 52编译环境的介绍.....120 53控制软件设计 鲁暴 非画非最命自曲曲自自非非命春告音春鲁D看 41 531产生PWM的程序流程. 53,2电机实际速度检测模块程序流程 42 5.3.3避障控制模块程序流程…. 534驱动控制模块程序流程 中学鲁鲁鲁。鲁。● 44 535CAN总线通信模块程序流程. 54本章小结 45 第六章系统测试与结果分析 6.1路径跟踪测试. 46 62避障能力测试 63本章小结 总结和展望 看中· 49 参考文献 看●。。意非。。市中自看非如鲁 致谢 附录A(攻读学位期间发表论文及专利目录) 55 第一章绪论 第一章绪论 1.1AGV概述 现代制造工艺的飞速发展,带动了柔性制造系统FMS和柔性装配系统FAS的 迅速发展。中国早在“十一五”规划中就制定了侧重于科学和技术的发展, 以先进的制造技术来提高企业的竞争力。自21世纪开始,物流的发展成为一个新 热点。现代物流行业,尤其是西方的设备和实现技术已经达到很成熟的水平。目 前,现代化物流格局已经形成以信息技术为核心,以信息、运送、卸载、自主化 仓储、库存统计、自主化配货、包装等专业技术为支撑的现代化物流技术4。 而自主导航车AGV是实现AGVS、FMS、CIMs的关键基础设备,是实现现代物 流自动化和智能化的核心技术之—p AGV( Automated Guided Vehicle)是自动导航小车的英文缩写,是一种自主 驾驶、无人操纵、以电池为动力的自动化运输设备,装有电磁或者光学等非接触 自动导向装置和独立寻址系统。它的主要特点表现为具有可编程功能、安全保 护装置、启停装置以及搬载功能并能在上位机的监控下,根据给定的起点和终点 自主地沿预设的导引路径行驶,安全到达目的地,完成搬运卸载任务。其已经成 为仓储物流自动化系统、柔性生产线、柔性装配线的重要设备。 资料显示,在整个产品生产的过程中,用于加工和制造仅仅只占有5%的时 间,剩余95%的时间主要用于包装、储存、装卸和运输;而在美国、日本和欧 洲发达国家,直接劳动成本所占生产成本的比例不足15%而且这一比例还在 不断下降,而储存、运输所占的成本却占总成本的40%7。因此各工业强国把 降低物流成本作为提高企业竞争力的重要措施,在这样的背景下,AGⅤ小车广 泛地应用于各行各业,并受到了极大的欢迎。 12AG国内外发展现状 AGⅤ是伴随着叉车技术和机器人技术产生并发展而来的,但都是为了实现 货物的自动搬运为目的的3。随着技术的不断发展,AGV的功能不断完善, 应用领域越来越大。 硕学位论文 121国外发展历史及现状 AGV在国外起步早、发展快。首次出现在公众视野的AGV原型车于1913在美 国福特汽车公司下线,该原型车首次将有轨引导的小车代替原来使用在汽车底盘 装配线上的输送机,根据福特公司对外公开的资料,该小车将装配时间缩短了15 小时,极大地提高了生产效率,从此AGv就步入了高速发展的时代例1953年, 世界上第一台AGV由美国 Barrett Electric公司研制成功,采用真空管技术自动跟 踪钢丝索行走。1954年,由英国人首先去掉了地面上的导引轨道,研制出了采 用埋线电磁感应方式跟踪路径的AG。50年代末,AGV开始在欧洲推广使用。 1959年,AGV系统在美国开始应用山。由文献-5,12,3]可知:直到70年代,AGv 仍然主要采用电磁感应方式引导。 AGv的优越性促使其不断发展,应用非常广泛,特别是在工业强国。随着物 流系统的完善,AGV系统逐渐与计算机技术相融合,六十年代,计算机技术开 始参与AGV系统的控制和管理;1969年,AGV首次在瑞典投入使用,主要集中 在制造业12截止到六十年代和七十年代初, Barrett, Webb、 Clark公司占有市 场大部分的AGV销售份额;同时在这个时期,AGV导引方式开始发展五花八门, 各种环境的适应加速了AGⅤS的迅速发展。八十年代欧洲的AGV技术开始转移到 美国,而且随着计算机控制系统的加入,美国使AGv的性能更加先进,AGⅤ控 制器可靠性进一步加强,运输量进一步增加;此时,美国的AGV生产商由23家 (1983年)增加到74家(1985年),全美国使用AGV的数量增加到3900多台101。 1990年,AGⅴ制造强国瑞典NDC开发出新型的基于激光引导的AGV控制系统。 同时,AGⅤ在日本的应用也比较成熟。到1988年,日本的AGV制造企业达到 20多家,如比较知名的企业大福、 Fanuc公司、村田公司等。日本也成为使用AGV 最广泛的国家之一。随着AGV技术的不断提高,美国、日本、欧洲等发达国家 的使用已经非常广泛。现在的AGV控制系统装有车载计算机、通讯装置、安全 装置和货物装卸设施,自动化程度很高,应用领域相当广泛,汽车制造、造纸、 印刷、医药行业是使用量最大的行业,约占全球AGV总销量的80%15。目前, AGV的发展趋势是研究无固定引导路线、高度自由的AGV。 122国内发展历史及现状 我国第一台AGⅣ在1975年由北京起重运输机械研究所完成,该AGⅤ采用电磁 【实例截图】
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