“中国制造2025”强国战略目标的提出,催化了新一轮科技和产业变革,“智能制造”的概念迅速被提上改革的头阵。智能制造要求将各生产单元有效整合,统一规划生产,统一配置资源,形成一个高效的生产网络。物流作为自动化生产网络中的关键环节,直接影响着网络是否能高效运转,而AGV（Automated guided vehicle,简称AGV）以其高效、灵活和高度智能等优点迅速占领智能制造物流环节,传统AGV通常用常规PID控制,在运行中发现系统响应慢、车体抖动、轨迹偏差较大、运行不平稳等缺点,循迹效果一般。对此,本文提出一种基于优化函数的PID整定和模糊PID控制分段实施的控制策略,对AGV运行效率的提升和纠偏控制具有重要意义。本课题主要研究基于PLC-1200的磁导航AGV轨迹纠偏的问题,结合工厂环境对AGV的实际功能需求,进行了AGV的总体硬件结构的设计和主要元器件的选型和布置。在此基础上,对AGV作了运动学分析,得出AGV运动过程中轨迹偏移和角度偏差的一般表达式。完成直流电机纠偏调速系统的设计和数学建模,确立了系统中各环节的传递函数以及被控对象的传递函数。针对被控对象,分别进行常规PID控制器设计与仿真研究,基于优化函数的PID控制器设计与仿真研究和模糊PID控制器设计与仿真研究。仿真结果表明,基于优化函数的PID控制响应速度最快,超调量适当,模糊PID控制响应时间次之,轨迹偏差轻微震荡,常规PID控制响应速度较慢,轨迹偏差波动2-3次。基于仿真研究,本文提出一种基于优化函数的PID整定和模糊PID控制分段实施的控制策略,即在磁条轨道直线部分采用基于优化函数的PID控制,弯道部分采用模糊PID控制。利用博图V13编程软件进行系统总体控制流程的设计,对输入输出设备端口进行了I/O定义,编写了系统主程序和相应的子程序,完成程序调试。实验以AGV运行过程中的寻迹偏差和运行圈速为考察变量,进行常规PID控制和分段控制策略的实验,实验表明,AGV在两种控制器控制下均能满足寻迹要求,不会出现脱轨现象,相比之下,AGV在分段控制下的轨迹偏差比常规PID控制下轨迹偏差更小,运行速度更快,验证了分段控制的可行性和优越性。
基本信息
| 题目 | 基于PLC的磁导航AGV纠偏控制方法的研究 |
| 文献类型 | 硕士论文 |
| 作者 | 石东宝 |
| 作者单位 | 北方民族大学 |
| 导师 | 穆春阳 |
| 文献来源 | 北方民族大学 |
| 发表年份 | 2020 |
| 学科分类 | 信息科技 |
| 专业分类 | 自动化技术,自动化技术 |
| 基金 | 校企合作项目“面向应用型人才培养的智能制造教学实训装置研发” |
| 分类号 | TP23;TP273 |
| 关键词 | 磁导航,模糊控制,调速,偏差计算,分段控制 |
| 总页数： | 76 |
| 文件大小： | 7848K |
论文目录
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容和章节安排 |
| 第二章 AGV系统总体设计 |
| 2.1 AGV功能需求分析 |
| 2.2 AGV系统设计 |
| 2.3 机械结构设计 |
| 2.4 驱动装置设计与选型 |
| 2.5 控制装置及扩展模块选型 |
| 2.6 AGV磁导航传感器模块设计与选型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 AGV数学建模与仿真分析 |
| 3.1 AGV运动学分析 |
| 3.2 直流电机纠偏调速系统 |
| 3.3 常规PID控制设计与仿真分析 |
| 3.4 基于优化函数的PID控制与仿真 |
| 3.5 模糊PID控制器设计与仿真 |
| 3.6 分段控制策略 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 系统程序设计与实现 |
| 4.1 系统总体控制流程和主要程序设计 |
| 4.2 分段控制策略实现 |
| 4.3 系统组态设计 |
| 4.4 端口配置 |
| 4.5 总控通讯与触屏通讯程序设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 实验研究与结果分析 |
| 5.1 实验观察指标 |
| 5.2 实验设计 |
| 5.3 数据采集 |
| 5.4 数据分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附件 |
参考文献
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