重载AGV结构优化设计与模糊滑模控制-AGV吧

第一章绪论

1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 课题意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 AGV的关键技术
1.3.1 AGV的导引技术
1.3.2 AGV的路径规划技术
1.3.3 AGV的运动控制技术
1.4 课题来源及主要研究内容

第二章重载AGV结构优化设计

2.1 引言
2.2 结构优化理论与关键技术
2.2.1 结构优化理论
2.2.2 结构优化的关键技术
2.3 重载AGV的结构优化指标
2.4 重载AGV车体的拓扑优化
2.4.1 重载AGV车体的结构优化数学模型
2.4.2 重载AGV车体拓扑优化建模
2.4.3 基于ANSYS的重载AGV车体拓扑优化求解
2.5 重载AGV车体的尺寸优化
2.5.1 重载AGV车体尺寸优化建模
2.5.2 基于遗传算法的重载AGV车体尺寸优化求解
2.5.3 基于ANSYS的重载AGV车体的静力学分析
2.6 本章小结

第三章重载AGV模糊滑模控制研究

3.1 引言
3.2 重载AGV运动学和动力学控制
3.2.1 重载AGV的运动学模型
3.2.1 重载AGV的动力学模型
3.3 重载AGV控制模型设计
3.3.1 Backstepping控制和滑模变结构控制介绍
3.3.2 基于Backstepping方法的运动学模型设计
3.3.3 基于等效控制的模糊滑模变结构控制的动力学模型设计
3.3.4 控制模型的稳定性分析
3.4 仿真实验与结果分析
3.5 本章小结

第四章重载AGV设计开发与实验

4.1 重载AGV的硬件设计
4.1.1 重载AGV的车体设计与电机选型
4.1.2 重载AGV的感知系统与控制系统
4.1.3 重载AGV的通信系统和供电系统
4.2 重载AGV的控制软件系统设计
4.3 重载AGV路径跟踪实验与分析
4.4 本章小结

第五章总结与展望

5.1 总结
5.2 展望

参考文献

图清单

图 1.1 轮式机器人
图 1.2 国外的AGV产品
图 1.3 国内的AGV产品
图 1.4 南京航空航天大学自主研发的 AGV
图 1.5 本文的内容框架图
图 2.1 重载AGV的车体平面尺寸
图 2.2 重载AGV车体结构拓扑优化流程图
图 2.3 拓扑优化后的重载AGV车体
图 2.4 承载梁的受力分析
图 2.5 承载梁的剪切
图 2.6 承载梁的弯曲力矩
图 2.7 遗传算法流程
图 2.8 遗传算法的最佳适应度值、最佳个体和平均距离
图 2.9 新的重载AGV的车体
图 2.10 重载AGV的车体的最大变形位移云图
图 2.11 重载AGV的车体的最大等效应力云图
图 3.1 在全局参考系中的差速驱动 AGV
图 3.2 重载AGV的Backstepping运动学控制和模糊滑模动力学控制结构图
图 3.3 模糊控制结构图
图 3.4 输入隶属函数和输出隶属函数
图 3.5 采用本章控制方法的直线轨迹跟踪
图 3.6 采用普通滑模控制方法的直线轨迹跟踪
图 3.7 不同起点的直线跟踪轨迹
图 3.8 采用本章控制方法的圆轨迹跟踪
图 3.9 采用CBKCSMC控制方法的圆轨迹跟踪
图 3.10 不同起点的圆轨迹跟踪轨迹
图 4.1 重载 AGV
图 4.2 硬件设计结构图
图 4.3 3EL—AC驱动轮和C3驱动器
图 4.4 重载AGV车体结构
图 4.5 CCD摄像头和避障传感器
图 4.6 重载AGV的控制系统结构图
图 4.7 ARM 运动控制器
图 4.8 DA转换模块的电路设计图
图 4.9 电源电压检测模块的电路设计图
图 4.10 CAN通信模块的电路
图 4.11 重载AGV的通信系统结构图
图 4.12 无线通信模块、电量传感器和DCDC可调降压电源模块
图 4.13 重载AGV的供电系统结构图
图 4.14 任务框架图
图 4.15 AGV的跟踪轨迹
图 4.16 车体的距离偏差和角度偏差
图 4.17 重载AGV的运行实况

表清单

表 2.1 Q235钢的材料参数
表 2.2 驱动轮和随动轮参数
表 2.3 经验法和结构优化的车体质量、转动惯量和摩擦力
表 3.1 模糊规则
表 3.2 模糊控制输入赋值表
表 3.3 模糊控制输出赋值表
表 3.4 重载AGV的物理模型参数与控制器参数
表 3.5 直线跟踪时一般滑模控制方法与本文控制方法的误差对比
表 3.6 圆轨迹跟踪时一般滑模控制方法与本文控制方法的误差对比
表 4.1 自带电机的驱动轮和驱动器的参数
表 4.2 AGV运行任务优先级表