基于PLC的磁导航AGV校正控制方法的研究

基于PLC的磁导航AGV校正控制方法的研究

“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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