激光导引AGV的控制系统设计

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所属分类:AGV设计资料
摘要

21 世纪制造业将进入一个新阶段, 敏捷制造将成为企业的主导模式。自动导引小车是现代制造企业物流系统中的重要设备, 主要用来储运各类物料, 为系统柔性化、集成化、高效运行提供了重要保证。本文将激光导引方法和 路径轨迹推算导向法相结合用于实现自动导引小车的自动引导, 并对小车的运动控制理 论进行了探讨, 做了运动控制相关的实验。

本文研究 内容主要包括 以下几个方面:

1.设计并制作了一辆两后轮独立驱动差速转向、两前轮为自由轮的四轮AGV小车,并为其建立了动力学方程。该动力学方程的建立为AGV的建模、车体结构、强度、刚度设计和路径跟踪控制律提供了理论基础。

2.介绍了激光导引原理和激光导引方位计算原理、 激光导引系统的组成和激光扫描系统的组成;并介绍了基于旋转编码器的路径轨迹推算导向法; 最终将激光导引方法和路径轨迹推算导向法相结合用于实现激光导引AGV的自动引导。

3.介绍了AGV运动控制系统的硬件结构;介绍了步进电机的工作原理及其控制;介绍了旋转编码器的工作原理、倍频鉴相电路原理,并用两种方法实现对旋转编码器的自动计数; 设计了PC机与单片机之间的串口通信电路。

4.用VC++语言设计了PC端主程序,用C语言设计了单片机端主 程序;设计了步进电机的驱动程序;详细介绍了MSComm控件的使用方法和 P C 机端串口通信程序的设计;详细介绍了单片机端串口通信程序的设计,并设计了串口通信协议。

5.利用自制的小车进行了运动相关的实验,并得出有关结论,为进一步研究激光导引AGV小车打下了理论和实验基础。

最后, 总结本论文研究工作的主要结论,并对后续研究作了展望。

目录

摘 要
A B S T R A C T
第一章 绪论
1.1 论文研究的背景及意义
1.2 自动导引小车的定义及 特点
1.3 自动导引小车的发展 简史
1.4 自动导引小车的应用现状
1.5 自动导引小车(AGV)的组成
1.6 AGV的引导方式
1.6.1 固定路径导引
1.6.2 自由路径导引
1.7 AGV的关键技术及本论文 的研究内容
1.7.1 自动导引小车的关键技术
1..7 2 本论文研究的主要 内容
1.8 本章小结
第二章 AGV系统结构设计及动力学建模
2.1 AGV系统结构设计
2.2 AGV小车的动力学建模
2.2.1 车体运动建模
2.2.2 左右后轮运动建模
2.2.3 前轮和联轴运动建模
2.2.4 车体整体动力学模型
2.3 本章小结
第三章 激光导引AGV的自动引导系统设计
3.1 激光导引方位计算原理
3.1.1 激光导引系统组成
3.1.2 激光导引方位计算原理
3.2 激光扫描系统
3.2.1 激光扫描仪
3.2.2 计数器箱
3.2.3 车载控制计算机单元
3.3 路径轨迹推算导 向法
3.4 自动引导的实现
3.5 本章小结
第四章 激光导引AGV运动控制系统硬件设计
4.1 控制系统总体结构
4.2 步进电机及其控制
4.2.1 步进电机工作原理
4.2.2 步进电机控制参数
4.2.3 用8253实现对步进电机的控制
4.3 旋转编码器的单片机计数电路设计
4.3.1 编码器工作原理
4.3.2 倍频鉴相电路原理
4.3.3 鉴相电路的另一种实现方法
4.3.4 可编程计数的实现
4.4 PC机与单片机串口通信电路设计
4.5 本章小结
第五 章 激光导引AGV运动控制系统软件设计
5.1 PC端主程序设计
5.2 单片机端主程序设计
5.3 步进电机驱动程序的设计
5.4 串口通信程序设计
5.4.1 PC端串口通信简介
5.4.2 MSComm控件的通信特点
5.4.3 MSComm控件串口编程的基本流程
5.4.4 单片机串口通信的实行
5.4.5 串口通信协议
5.5 本章小结
第六章 AGV运动控制系统实验研究
6.1 通信实验
6.2 悬空实验
6.3 着地实验
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文 和参加科研的情况
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