基于PMAC的自动导引运输车智能控制

为实现对自动导引运输车（AGV）的智能控制,采用基于PMAC2为核心的计算机控制系统,完成了系统的软、硬件设计;建立了运动学模型,并对AGV航位推算及运动控制算法进行了研究;利用控制算法和陀螺仪、超声波传感器、编码器等检测技术得到了机器人的位姿,并对轮式移动机器人的二次闭环算法进行了仿真和实验,实现了准确定位和智能控制。反复的试验和应用证明,此控制系统和控制算法可行且运行可靠。     

磁导引与UKF滤波定位的轮式AGV路径跟踪研究

为实现农用机器人自主导航行走系统在满足较高环境适应性和运动灵活性条件下,能够平稳导航自动路径跟踪.根据农业机器人采摘作业环境要求,构建四轮转向AGV位姿估计的运动学模型,开展了基于模糊控制器的磁导航路径跟踪控制和多传感器信息融合的AGV位姿定位方法研究.试验结果表明:采用模糊控制器能够即时调整AGV车体速度与导向角,UKF滤波器进行数据信息融合的方法能够有效提高AGV位姿定位精度,实现48mm以内的位姿误差和小于4°的航向误差,可为农用轮式AGV应用提供参考.     

基于静磁栅绝对编码器的闸门监控系统

本文介绍了静磁栅绝对编码器的结构、原理,并与市场上流行的各种类似传感器进行了详细比较,得出静磁栅绝对编码器的技术特点,并利用静磁栅绝对编码器完成了中小水电站闸门的监测及控制过程.     

一种小型雕刻机低成本实现闭环控制方案的研究

介绍了一种小型雕刻机低成本实现闭环控制的方案,通过在运动部件上固定同步带一端,编码器输入轴上安装同步轮,同步带与同步轮啮合实现传动,从而实现编码器对运动部件的位置信息检测的方法实现反馈。通过主控单片机的程序算法根据编码器信息对步进电机进行实时调节从而实现闭环控制,最终可以以低成本实现闭环控制。相比于行业上常用的光栅尺和磁栅尺作为位置检测传感器,与伺服电机组成闭环控制的方式,所介绍的闭环控制方案在成本上有极大的优势。     

基于陀螺仪的水下机器人位姿测量系统研究

为了检测水下机器人在海里位姿状态变化的问题,研究了基于陀螺仪的水下机器人位姿测量系统。系统由水下机器人、Arduino UNO控制板、MPU6050陀螺仪和USB-TTL转换元件组成,采用Arduino UNO作为系统控制器。通过MPU6050陀螺仪采集水下机器人位姿信息,经过Arduino UNO控制器的信息处理,以及USB-TTL转换元件的信号转换和传输,经MiniIMU上位机的数据显示,通过对数字信号进行严密的数学推算,最终实现对水下机器人位姿的测量并通过上位机对水下机器人位姿进行动态显示。     

一种实用机器人定位系统的研究、实现与改进

在机器人定位技术和光电编码器原理的基础上,研究并实现了仅由光电编码器组成的航位推算（Dead Reckoning,简称DR）定位系统,并通过一系列的实验对这种方案进行了验证。最后通过分析对方案进行了进一步的改进,实现了“基于数据融合技术的光电编码器和陀螺仪DR导航系统”,实测结果表明定位精度有较大改善。     

新型静磁栅位移传感器及应用

目前用于长度与位移检测的数字传感器有光栅传感器和磁栅位移传感器两大类。而磁栅位移传感器又包括静磁栅位移传感器与绝对编码器两种。它具有检测精确度高、寿命长、抗干扰能力强及使用方便等优点。本文将介绍新型静磁栅位移传感器及应用。     

冷弯型钢机组轧辊位置自动调整控制系统的研究与改进

一次成型冷弯型钢机组常采用异步电机的开环控制模式调整轧辊位置来实现轧制参数的调整,该系统存在效率低、参数整定难以及维护成本高等问题。采用拉绳式测距传感器构成轧辊位置闭环控制虽可行,但实际工况存在水、油和高频噪声等恶劣因素影响,致使拉绳式测距传感器极易发生故障,由此可能导致"挤辊"等恶性安全事故。为此,综合考虑现场环境,经硬件设计实验筛选,设计了一种改进的轧辊位置自动调整控制系统。该系统采用磁栅尺作为测距传感器,并与安装在同一测量点电机传动轴上的增量式旋转编码器构成位置信息冗余,引入标准不确定度作为性能评估指标,完成测距传感器的性能评估与故障诊断,采用西门子S7-200 SMART型可编程逻辑控制器(PLC)作为从站控制器,通过采集模块采集磁栅尺及编码器的位置数据,采用接近开关作为零点标定。经现场调试运行结果表明,改进后的系统稳定性好,易操作,轧辊位置调整精度可达±1 mm,用时少,满足了轧辊位置自动调整的要求,提高了企业生产效率。     

磁栅位移传感器在步进电机控制系统中的应用

介绍了磁栅位移传感器的结构及其工作原理,详述了磁栅传感器在塑壳式断路器智能测控系统中的应用,由步进电机、磁栅位移传感器、西门子PLC组成的控制系统实现了对步进电机的闭环控制,提高了步进电机的控制精度,降低了控制系统的成本,在现场中取得了良好的控制效果.     

基于无迹卡尔曼滤波算法的喷涂机器人末端位姿补偿系统

喷涂建筑机器人在进行建图时无法将地面平整度的信息包含在地图中。当机器人按照所建地图运行时,由于地面信息的缺失,喷涂建筑机器人工作末端的喷涂夹具无法与墙面平行。为补偿喷涂夹具相对于墙面之间的位姿误差,提出一种基于无迹卡尔曼滤波的多传感器融合的喷涂夹具位姿补偿方法：以位移测量传感器测得的数据构建夹具位姿的状态方程,以陀螺仪测得的数据构建夹具位姿测量方程;利用无迹卡尔曼滤波算法获得夹具姿态的最优估计并将其传递给机器人,从而实现对喷涂夹具位姿误差的补偿。搭建实验平台验证了误差补偿系统的可行性。实验结果表明,误差补偿后的喷涂夹具相对于墙面之间的角度误差减小至0.005°。     

无人搬运车的新技术及瑞典和美国产品情况

无人搬运车的引导方式主要有利于低频引导电缆和电磁传感器进行引导的电磁感应引导，利用激光扫描器识别定位标志的激光引导和利用特制磁笥位置传感器及陀螺仪技术的磁铁－陀螺引导等。控制技术向微处理器化和集中控制及管理软件智能化方向发展。     

基于两轮自平衡机器人组合定位方法的研究

对两轮自平衡机器人的运动控制过程中相对定位的问题进行了研究.根据两轮自平衡车的特点,对诸如车轮打滑、碰撞、越障及转向等运动情况下的位置传感器和姿态传感器的信号进行了分析,提出了将光电码盘、MEMS陀螺仪与MEMS加速度计数据融合的方法,对机器人的位姿进行检测估计,从而解决了采用传统的单一位置传感器对机器人测程不准确的问题.同时也降低了陀螺仪、加速度计固有漂移的不利影响,提高了两轮自平衡机器人的定位精度.通过对两轮机器人分别进行直线运动实验、越障实验和异常碰撞试验,验证了两轮自平衡机器人组合定位方法的合理性和有效性.     

AGV供电系统综述

动力电源是保证Automatic Guidance Vehicle（简称AGV）系统安全、可靠、高效运行的重要环节。面向AGV的应用,综合论述了AGV系统的最常用几种供电方式,将几种供电方式的优点和缺点进行对比,以供业内人士参考。     

基于环境地图的AGV路径规划免疫网络算法研究

针对以高精度硅微陀螺仪作为核心传感器的自由路线导航AGV的环境建模和路径规划问题,提出以静态环境地图作为基础,结合新的免疫网络算法构成的一种实用的全局路径规划方法。     

基于模糊控制的AGV轨迹跟踪研究

针对AGV轨迹跟踪问题,采用模糊控制原理,设计了一种模糊控制器。通过对AGV运动学模型的分析,得到了控制AGV在绝对坐标系中位姿变化的2个变量,并将这2个变量作为模糊控制器的输出变量,实现对AGV的轨迹控制。利用Matlab进行仿真,仿真结果较理想。     

考虑安装基座影响的光电平台等价捷联惯性稳定控制

采用陀螺仪直接测量光电平台内部载荷的惯性角速度构建反馈,可以在运动载体上控制视轴惯性角速度,实现稳定成像。陀螺捷联惯性稳定控制能够构建前馈,有效提高系统带宽、减小控制误差,但对陀螺安装位置有要求。本文提出了在陀螺直接反馈的机械安装条件下等价捷联稳定的控制方法,并考虑平台基座约束条件建立了动力学模型。该模型显露了光电平台基座安装刚度引入的谐振问题。针对被控对象中的一对谐振和反谐振环节,基于稳定的零极点对消设计滤波器消除谐振。综合利用陀螺直接测量的框架惯性角速度和编码器测量的机械框架相对转角构建等价捷联惯性稳定回路。在等价捷联惯性稳定回路中,采用内回路干扰抑制结合基于逆模型前馈的复合控制方法,有效拓展控制带宽,提高对指令的跟踪精度和对载体姿态晃动的隔离性能。仿真和实验结果表明:该方法有效抑制了安装基座弹性约束力矩的谐振,且与陀螺直接反馈控制相比性能更优。对幅值为1(°)/s、频率为1 Hz的典型正弦角速度指令进行跟踪,均方根误差由1.75(°)/s减小到0.23(°)/s,在1 Hz处扰动隔离度由18%减小到2%。     

Object oriented modelling and development of a dispatching algorithm for automated guided vehicles

The main problem for an automated guided vehicle (AGV) dispatching system is to assign vehicles to transport demands which optimise some predetermined objectives of a manufacturing shop. This paper presents a framework for an AGV dispatching system based on an object oriented approach using the unified modelling language (UML), and the development of a dispatching algorithm to facilitate a human controller to dispatch efficiently a fleet of AGVs in response to calls from any shop floor (or machine) operator. The main reason for this work is to model an AGV dispatching system as well as to develop a dispatching algorithm which can record details of the AGV position and movement and ensure their allocation of new orders. The provision of both immediate and pre-booked orders for an AGV is also incorporated in the proposed AGVs dispatching system. The underlying AGV dispatching system and algorithm are capable of dispatching a vehicle automatically to handle a call at the required time. In order to overcome difficulties associated with tackling immediate orders, pre-booked orders, and processing of information related to AGVs, a comprehensive dispatching algorithm is developed which aims to minimise lateness, traveling time and distance of empty vehicles in a simulated job-shop scenario. The effectiveness of the proposed framework for an AGV dispatching system is shown through a test problem.     

多窗口实时测距的视觉导引AGV精确定位技术研究

为了提高视觉导引自动导引车(automated guided vehicle,AGV)的定位精度,提出了一种多窗口实时测距的精确定位方法。该方法通过在定位点铺设圆形标识作为定位标识符,首先根据车载视觉系统结构,建立视觉实时测距模型。通过对获得的椭圆图像的几何特征进行提取,并采用基于曲率角估计方法对椭圆边缘精确识别;然后,基于最小二乘拟合直线获取椭圆中心位置。最后,结合采用多窗口图像处理方法,将定位过程分为多个阶段进行,逐步逼近,最终实现精确定位。实验结果表明,该方法能使得视觉导引AGV的定位精度达到2 mm。     

自适应角速度估计器在磁悬浮控制力矩陀螺框架伺服系统中的应用

控制力矩陀螺输出高精度力矩需要框架伺服系统有高精度的力矩输出,因此需要高精度的光电码盘或者旋转变压器作为位置控制器。为消除由位置信号差分计算速率信号而引起的噪声,提出了一种低噪声、带宽可调的自适应角速度估计算法。首先对该角速度估计器的稳定性作了分析,然后利用最小二乘法设计了实时调整前向通道比例增益的自适应算法。利用MATLAB对实际获得的实验数据进行仿真,使稳速速率的波动量减小了88%,然后在磁悬浮控制力矩陀螺上进行了实验,将角速度估计器加到速率环的反馈环节上,在带宽没有影响的前提下,使速率曲线的波动量减小了71.5%。