AGV智能小車循跡系統(tǒng)的建模與仿真課件

AGV智能小車循跡系統(tǒng)的

建模與仿真匯報人：田佳豪王嘉津

周博文

鄒星星AGV智能小車循跡系統(tǒng)的

建模與仿真匯報人：田佳豪11AGV智能小車簡述1AGV智能小車簡述12目錄簡述34數(shù)學(xué)建模Simulink建模與仿真控制系統(tǒng)設(shè)計12目錄簡述34數(shù)學(xué)建模Simulink建模與仿真控制系統(tǒng)設(shè)AGV智能小車簡述AGV(AutomaticGuidedVehicle)智能小車又稱自動導(dǎo)引車，是一種在計算機(jī)監(jiān)控下，根據(jù)具體規(guī)劃和作業(yè)要求完成取貨、送貨、充電等任務(wù)的無人駕駛自動化車輛。AGV智能小車簡述AGV(AutomaticGui4AGV智能小車簡述AGV智能小車是一種以電池為動力，裝有電磁導(dǎo)引設(shè)備或光學(xué)導(dǎo)引設(shè)備，能夠自動沿著預(yù)定軌道行駛的自動化車輛。應(yīng)用AGV小車具有以下優(yōu)勢：（1）可以減少撿取貨物、搬運(yùn)貨物的勞動力，提高勞動效率。（2）搬運(yùn)貨物時，小車自身不易與周邊加工設(shè)備發(fā)生碰撞，降低了生產(chǎn)事故的發(fā)生率。（3）能夠與機(jī)器人、堆垛機(jī)等自動化設(shè)備完美配合作業(yè)，且能夠?qū)崿F(xiàn)對貨物的實(shí)時跟蹤，大大減少貨物丟失的發(fā)生率。（4）耗電量小，無噪聲污染。AGV智能小車簡述AGV智能小車是一種以電池為動力，裝有5數(shù)學(xué)建模王嘉津數(shù)學(xué)建模6問題該系統(tǒng)的輸入和輸出是什么？系統(tǒng)建模的思路？如何建立運(yùn)動學(xué)模型？如何建立電機(jī)驅(qū)動模型？如何整合模型？問題該系統(tǒng)的輸入和輸出是什么？71輸入和輸出是什么？

針對對系統(tǒng)的哪一部分建模？1輸入和輸出是什么？針對對系統(tǒng)的哪一部分建模？81該系統(tǒng)的輸入和輸出是什么？仿真的目的：找到合適的控制器，使小車及時修正偏差，達(dá)到較好的循跡性能。那么只需要觀測小車運(yùn)行中偏差量變化的狀態(tài)，便可評估控制器的優(yōu)劣。因此輸出量應(yīng)選擇為能反映小車偏離軌道程度的變量。輸出量：當(dāng)小車修正偏差進(jìn)行轉(zhuǎn)彎時，是通過后輪（驅(qū)動輪）的轉(zhuǎn)速差實(shí)現(xiàn)的，決定后輪轉(zhuǎn)速的是電機(jī)的電樞電壓。輸入量：電樞電壓建模的實(shí)質(zhì)：反映輸入電壓與之間的關(guān)系。1該系統(tǒng)的輸入和輸出是什么？仿真的目的：找到合適的控制器，92系統(tǒng)建模的思路？

機(jī)電一體化產(chǎn)品的組成：機(jī)械本體，傳感器，控制系統(tǒng)，驅(qū)動器。此次建模分為兩部分：建立運(yùn)動學(xué)模型和建立電機(jī)驅(qū)動模型。電機(jī)驅(qū)動模型要得到的是輸入電壓與速度（轉(zhuǎn)速）之間的關(guān)系。運(yùn)動學(xué)模型要得到的是速度與（位移）之間的關(guān)系。最后將兩個模型整合形成最終的數(shù)學(xué)模型。2系統(tǒng)建模的思路？機(jī)電一體化產(chǎn)品的組成：機(jī)械本體，傳感103如何建立運(yùn)動學(xué)模型？

目標(biāo)：尋找與速度之間的關(guān)系。在分析小車處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時的速度時不能將小車當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)，那么應(yīng)該研究哪一點(diǎn)的速度？位移=速度*時間，但M點(diǎn)的速度并不好直接表示，因此考慮用位移之間的數(shù)量關(guān)系來表示。目標(biāo)：需要尋找、與速度之間的關(guān)系。

、均與O點(diǎn)速度相關(guān)，且與電機(jī)直接控制的速度、相關(guān)。

3如何建立運(yùn)動學(xué)模型？目標(biāo)：尋找與速度113如何建立運(yùn)動學(xué)模型？

由于很小，則于是最終運(yùn)動學(xué)模型如下：3如何建立運(yùn)動學(xué)模型？由于很小，則124如何建立電機(jī)驅(qū)動模型？目標(biāo)：尋找輸入電壓與車輪速度（）之間的關(guān)系。直流電機(jī)動態(tài)過程的微分方程如下：此時忽略車體質(zhì)量、摩擦阻力對車速的影響，則電機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速=車輪轉(zhuǎn)速。理想空載表示負(fù)載轉(zhuǎn)矩為零。則：對于直流伺服電機(jī)，最終的電機(jī)驅(qū)動模型如下4如何建立電機(jī)驅(qū)動模型？目標(biāo)：尋找輸入電壓與車輪速度（135如何整合模型？

經(jīng)過問題3和4的解答，分別得到了運(yùn)動學(xué)模型和電機(jī)驅(qū)動模型，但由于中間變量速度沒有統(tǒng)一，仍不能直接將其組合在一起。為了簡化推導(dǎo)過程，以勻速直線運(yùn)動為例。在沒有外部擾動的情況下，左右電機(jī)的給定信號相等，即，在此作用下小車產(chǎn)生速度可視為常數(shù)。當(dāng)外部擾動使小車偏離預(yù)定路徑時，給定信號將分別加減一個糾偏控制量，即

相應(yīng)的電機(jī)輸出速度為：此模型是一個非線性系統(tǒng)，但由于小車是在確定路線上運(yùn)行的，它的糾偏過程可視為在給定信號基礎(chǔ)上增加一個微小的控制量，因而這樣一個非線性化系統(tǒng)就可以采用小偏差線性化的方法將其轉(zhuǎn)化為線性系統(tǒng)。于是有5如何整合模型？經(jīng)過問題3和4的解答，分別得到了運(yùn)動學(xué)模145如何整合模型？此時得到最終數(shù)學(xué)模型如下：5如何整合模型？此時得到最終數(shù)學(xué)模型如下：15

如何得到？AGV智能小車循跡系統(tǒng)的建模與仿真課件16SIMULINK建模與仿真周博文SIMULINK建模與仿真171.狀態(tài)傳遞函數(shù)根據(jù)前面同學(xué)建立的系統(tǒng)模型整理，可以得出系統(tǒng)狀態(tài)矩微分方程。選擇狀態(tài)變量x1=△v，x2=θ，x3=Edm，并令輸入u=△U，輸出y=Edm。可以得到系統(tǒng)的狀態(tài)矩陣如下1.狀態(tài)傳遞函數(shù)根據(jù)前面同學(xué)建立的系統(tǒng)模型整理，可以得出系182.系統(tǒng)可控性分析將小車與電機(jī)的相關(guān)參數(shù)代入方程得：rank[B,AB,A2B]=3說明系統(tǒng)可控2.系統(tǒng)可控性分析將小車與電機(jī)的相關(guān)參數(shù)rank[B,AB,193.狀態(tài)反饋控制器設(shè)計狀態(tài)反饋u=v-Kx，K=[k1,k2,k3]自動引導(dǎo)小車的控制規(guī)律可以表示為：△U=v-(k1△v+k2θ+k3Edm)狀態(tài)反饋矩陣K的引入，并不增加系統(tǒng)的維數(shù)，但是可以通過K的自由選取改變閉環(huán)系統(tǒng)的特征值，從而使系統(tǒng)獲得所要求得性能。設(shè)計狀態(tài)反饋陣時，要使系統(tǒng)的極點(diǎn)設(shè)計成具有兩個主導(dǎo)極點(diǎn)，一個非主導(dǎo)極點(diǎn)，這樣就可以用二階系統(tǒng)的分析方法進(jìn)行參數(shù)的確定。我們要求最大超調(diào)量小于等于4.3%，調(diào)節(jié)時間為4S?？梢郧蟪鱿到y(tǒng)阻尼ξ=0.707，Wn=1.06則極點(diǎn)公式得到兩個共軛極點(diǎn)為3.狀態(tài)反饋控制器設(shè)計狀態(tài)反饋u=v-Kx，K=[k1,k2203.狀態(tài)反饋控制器設(shè)計在MATLAB的控制系統(tǒng)工具箱中提供了單變量系統(tǒng)極點(diǎn)配置acker(),其格式為K=acker(A,B,p)程序如下：A=[-0.100;10/300;5/3-3/40;];B=[7:0:0];C=[0:0:1];D=0;Rc=rank(ctrb(A,B));P=[-0.75+0.707j,-0.75-0.707j,-15];K=acker(A,B,p)運(yùn)行結(jié)果如下：3.狀態(tài)反饋控制器設(shè)計在MATLAB的控制系統(tǒng)工具箱中提供了214.Simulink建模根據(jù)數(shù)學(xué)建模和設(shè)計的狀態(tài)反饋控制器建立如下Simulink模型4.Simulink建模根據(jù)數(shù)學(xué)建模和設(shè)計的狀態(tài)反饋控制器225.Simulink仿真當(dāng)小車偏離運(yùn)行軌跡時，現(xiàn)有的系統(tǒng)可以根據(jù)傳感器測出偏差，接著偏差信號輸入控制器，通過控制器輸出控制電壓修正運(yùn)行軌跡。通過仿真曲線，得到該系統(tǒng)對直線路徑具有較好的跟蹤控制性能。5.Simulink仿真當(dāng)小車偏離運(yùn)行軌跡時，現(xiàn)有的系統(tǒng)可23AGV小車控制系統(tǒng)設(shè)計鄒星星AGV小車控制系統(tǒng)設(shè)計244.1AGV模擬小車控制總體框圖STM32主控板LCD觸摸屏地標(biāo)傳感器控制按鍵無線WiFi磁導(dǎo)航傳感器組警示燈電機(jī)控制模塊LCD觸摸屏STM32磁采集控制板4.1AGV模擬小車控制總體框圖STM32主控板LCD觸摸屏254.2主控制器模擬車控制器采用STM32來實(shí)現(xiàn)，主要任務(wù)是對小車進(jìn)行總體控制，主要功能：接受上位機(jī)的命令、任務(wù)；向上位機(jī)報告小車的實(shí)時狀態(tài)（包括小車目前的所處位置，運(yùn)行速度、方向、故障狀態(tài)等）；根據(jù)設(shè)定的路線，自主的巡航和速度控制。4.2主控制器模擬車控制器采用STM32來實(shí)264.2磁導(dǎo)航傳感器組磁導(dǎo)航傳感器組利用平均排布的8個采樣點(diǎn)，磁采集傳感器組示意圖如所示。磁傳感器組能夠檢測出磁條上方100Gauss左右的微弱磁場，每個采樣點(diǎn)連接一個傳感器，一共有8路信號輸出。因?yàn)閮蓚€傳感器之間的距離是20mm，磁條的寬度是50mm，因此AGV在運(yùn)行時，磁導(dǎo)航傳感器組會有連續(xù)的2～3路輸出采樣值。通過連續(xù)輸出的2～3路信號的傳感器編號，可以計算出磁條相對于AGV車體中線的位置偏差，AGV會自動作出調(diào)整，確保AGV跟蹤磁條前行。20mm4.2磁導(dǎo)航傳感器組磁導(dǎo)航傳感器組利用平均274.障礙檢測AGV模擬小車在工作時，會時刻遇見突發(fā)狀況，比如道路上的障礙物以及走動的人。為了保證AGV在行駛過程，自身車體結(jié)構(gòu)的安全性以及工作環(huán)境中人和貨物的安全，在AGV車體前后分別裝置了避障檢查裝簧和警示燈，在一定的范圍內(nèi)，避障裝置使AGV減速或者停下，在障礙解除后，AGV能夠自主的重新的正常行駛。4.障礙檢測AGV模擬小車在工作時，會時285通信模塊相比于其他通信總線，CAN總線具有突出的可靠性、實(shí)時性和靈活性，可靠的實(shí)時性保證了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，防止丟包的可能性。而本課題中主控電路要求實(shí)時對磁采集電路反饋的位置信號進(jìn)行處理，計算出小車的實(shí)時位置偏差，對數(shù)據(jù)的傳輸要求比較高，因?yàn)楸菊n題在主控電路與磁采集電路之間的通信采用CAN總線通信。5通信模塊相比于其他通信總線，CAN總線具295無線WiFi模塊每輛AGV小車需要向上位機(jī)報告速度、位置等運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)計WiFi無線傳輸模塊以上位機(jī)。選用ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi模塊。5無線WiFi模塊每輛AGV小車需要向上位機(jī)報告速度、位置309、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Saturday,December10,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。10:42:3710:42:3710:4212/10/202210:42:37AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2210:42:3710:42Dec-2210-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。10:42:3710:42:3710:42Saturday,December10,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2210:42:3710:42:37December10,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10十二月202210:42:37上午10:42:3712月-2215、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月2210:42上午12月-2210:42December10,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/1010:42:3710:42:3710December202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。10:42:37上午10:42上午10:42:3712月-229、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Saturday,December10,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。10:42:3710:42:3710:4212/10/202210:42:37AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2210:42:3710:42Dec-2210-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。10:42:3710:42:3710:42Saturday,December10,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2210:42:3710:42:37December10,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10十二月202210:42:37上午10:42:3712月-2215、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月2210:42上午12月-2210:42December10,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/1010:42:3710:42:3710December202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。10:42:37上午10:42上午10:42:3712月-229、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Saturday,December10,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。10:42:3710:42:3710:4212/10/202210:42:37AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2210:42:3710:42Dec-2210-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。10:42:3710:42:3710:42Saturday,December10,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2210:42:3710:42:37December10,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10十二月202210:42:37上午10:42:3712月-2215、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月2210:42上午12月-2210:42December10,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/1010:42:3710:42:3710December202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。10:42:37上午10:42上午10:42:3712月-22謝謝大家沒傘的孩子奔跑在路上，加油90大叔！9、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月31AGV智能小車循跡系統(tǒng)的

建模與仿真匯報人：田佳豪王嘉津

周博文

鄒星星AGV智能小車循跡系統(tǒng)的

建模與仿真匯報人：田佳豪321AGV智能小車簡述1AGV智能小車簡述12目錄簡述34數(shù)學(xué)建模Simulink建模與仿真控制系統(tǒng)設(shè)計12目錄簡述34數(shù)學(xué)建模Simulink建模與仿真控制系統(tǒng)設(shè)AGV智能小車簡述AGV(AutomaticGuidedVehicle)智能小車又稱自動導(dǎo)引車，是一種在計算機(jī)監(jiān)控下，根據(jù)具體規(guī)劃和作業(yè)要求完成取貨、送貨、充電等任務(wù)的無人駕駛自動化車輛。AGV智能小車簡述AGV(AutomaticGui35AGV智能小車簡述AGV智能小車是一種以電池為動力，裝有電磁導(dǎo)引設(shè)備或光學(xué)導(dǎo)引設(shè)備，能夠自動沿著預(yù)定軌道行駛的自動化車輛。應(yīng)用AGV小車具有以下優(yōu)勢：（1）可以減少撿取貨物、搬運(yùn)貨物的勞動力，提高勞動效率。（2）搬運(yùn)貨物時，小車自身不易與周邊加工設(shè)備發(fā)生碰撞，降低了生產(chǎn)事故的發(fā)生率。（3）能夠與機(jī)器人、堆垛機(jī)等自動化設(shè)備完美配合作業(yè)，且能夠?qū)崿F(xiàn)對貨物的實(shí)時跟蹤，大大減少貨物丟失的發(fā)生率。（4）耗電量小，無噪聲污染。AGV智能小車簡述AGV智能小車是一種以電池為動力，裝有36數(shù)學(xué)建模王嘉津數(shù)學(xué)建模37問題該系統(tǒng)的輸入和輸出是什么？系統(tǒng)建模的思路？如何建立運(yùn)動學(xué)模型？如何建立電機(jī)驅(qū)動模型？如何整合模型？問題該系統(tǒng)的輸入和輸出是什么？381輸入和輸出是什么？

針對對系統(tǒng)的哪一部分建模？1輸入和輸出是什么？針對對系統(tǒng)的哪一部分建模？391該系統(tǒng)的輸入和輸出是什么？仿真的目的：找到合適的控制器，使小車及時修正偏差，達(dá)到較好的循跡性能。那么只需要觀測小車運(yùn)行中偏差量變化的狀態(tài)，便可評估控制器的優(yōu)劣。因此輸出量應(yīng)選擇為能反映小車偏離軌道程度的變量。輸出量：當(dāng)小車修正偏差進(jìn)行轉(zhuǎn)彎時，是通過后輪（驅(qū)動輪）的轉(zhuǎn)速差實(shí)現(xiàn)的，決定后輪轉(zhuǎn)速的是電機(jī)的電樞電壓。輸入量：電樞電壓建模的實(shí)質(zhì)：反映輸入電壓與之間的關(guān)系。1該系統(tǒng)的輸入和輸出是什么？仿真的目的：找到合適的控制器，402系統(tǒng)建模的思路？

機(jī)電一體化產(chǎn)品的組成：機(jī)械本體，傳感器，控制系統(tǒng)，驅(qū)動器。此次建模分為兩部分：建立運(yùn)動學(xué)模型和建立電機(jī)驅(qū)動模型。電機(jī)驅(qū)動模型要得到的是輸入電壓與速度（轉(zhuǎn)速）之間的關(guān)系。運(yùn)動學(xué)模型要得到的是速度與（位移）之間的關(guān)系。最后將兩個模型整合形成最終的數(shù)學(xué)模型。2系統(tǒng)建模的思路？機(jī)電一體化產(chǎn)品的組成：機(jī)械本體，傳感413如何建立運(yùn)動學(xué)模型？

目標(biāo)：尋找與速度之間的關(guān)系。在分析小車處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時的速度時不能將小車當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)，那么應(yīng)該研究哪一點(diǎn)的速度？位移=速度*時間，但M點(diǎn)的速度并不好直接表示，因此考慮用位移之間的數(shù)量關(guān)系來表示。目標(biāo)：需要尋找、與速度之間的關(guān)系。

、均與O點(diǎn)速度相關(guān)，且與電機(jī)直接控制的速度、相關(guān)。

3如何建立運(yùn)動學(xué)模型？目標(biāo)：尋找與速度423如何建立運(yùn)動學(xué)模型？

由于很小，則于是最終運(yùn)動學(xué)模型如下：3如何建立運(yùn)動學(xué)模型？由于很小，則434如何建立電機(jī)驅(qū)動模型？目標(biāo)：尋找輸入電壓與車輪速度（）之間的關(guān)系。直流電機(jī)動態(tài)過程的微分方程如下：此時忽略車體質(zhì)量、摩擦阻力對車速的影響，則電機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速=車輪轉(zhuǎn)速。理想空載表示負(fù)載轉(zhuǎn)矩為零。則：對于直流伺服電機(jī)，最終的電機(jī)驅(qū)動模型如下4如何建立電機(jī)驅(qū)動模型？目標(biāo)：尋找輸入電壓與車輪速度（445如何整合模型？

經(jīng)過問題3和4的解答，分別得到了運(yùn)動學(xué)模型和電機(jī)驅(qū)動模型，但由于中間變量速度沒有統(tǒng)一，仍不能直接將其組合在一起。為了簡化推導(dǎo)過程，以勻速直線運(yùn)動為例。在沒有外部擾動的情況下，左右電機(jī)的給定信號相等，即，在此作用下小車產(chǎn)生速度可視為常數(shù)。當(dāng)外部擾動使小車偏離預(yù)定路徑時，給定信號將分別加減一個糾偏控制量，即

相應(yīng)的電機(jī)輸出速度為：此模型是一個非線性系統(tǒng)，但由于小車是在確定路線上運(yùn)行的，它的糾偏過程可視為在給定信號基礎(chǔ)上增加一個微小的控制量，因而這樣一個非線性化系統(tǒng)就可以采用小偏差線性化的方法將其轉(zhuǎn)化為線性系統(tǒng)。于是有5如何整合模型？經(jīng)過問題3和4的解答，分別得到了運(yùn)動學(xué)模455如何整合模型？此時得到最終數(shù)學(xué)模型如下：5如何整合模型？此時得到最終數(shù)學(xué)模型如下：46

如何得到？AGV智能小車循跡系統(tǒng)的建模與仿真課件47SIMULINK建模與仿真周博文SIMULINK建模與仿真481.狀態(tài)傳遞函數(shù)根據(jù)前面同學(xué)建立的系統(tǒng)模型整理，可以得出系統(tǒng)狀態(tài)矩微分方程。選擇狀態(tài)變量x1=△v，x2=θ，x3=Edm，并令輸入u=△U，輸出y=Edm?？梢缘玫较到y(tǒng)的狀態(tài)矩陣如下1.狀態(tài)傳遞函數(shù)根據(jù)前面同學(xué)建立的系統(tǒng)模型整理，可以得出系492.系統(tǒng)可控性分析將小車與電機(jī)的相關(guān)參數(shù)代入方程得：rank[B,AB,A2B]=3說明系統(tǒng)可控2.系統(tǒng)可控性分析將小車與電機(jī)的相關(guān)參數(shù)rank[B,AB,503.狀態(tài)反饋控制器設(shè)計狀態(tài)反饋u=v-Kx，K=[k1,k2,k3]自動引導(dǎo)小車的控制規(guī)律可以表示為：△U=v-(k1△v+k2θ+k3Edm)狀態(tài)反饋矩陣K的引入，并不增加系統(tǒng)的維數(shù)，但是可以通過K的自由選取改變閉環(huán)系統(tǒng)的特征值，從而使系統(tǒng)獲得所要求得性能。設(shè)計狀態(tài)反饋陣時，要使系統(tǒng)的極點(diǎn)設(shè)計成具有兩個主導(dǎo)極點(diǎn)，一個非主導(dǎo)極點(diǎn)，這樣就可以用二階系統(tǒng)的分析方法進(jìn)行參數(shù)的確定。我們要求最大超調(diào)量小于等于4.3%，調(diào)節(jié)時間為4S。可以求出系統(tǒng)阻尼ξ=0.707，Wn=1.06則極點(diǎn)公式得到兩個共軛極點(diǎn)為3.狀態(tài)反饋控制器設(shè)計狀態(tài)反饋u=v-Kx，K=[k1,k2513.狀態(tài)反饋控制器設(shè)計在MATLAB的控制系統(tǒng)工具箱中提供了單變量系統(tǒng)極點(diǎn)配置acker(),其格式為K=acker(A,B,p)程序如下：A=[-0.100;10/300;5/3-3/40;];B=[7:0:0];C=[0:0:1];D=0;Rc=rank(ctrb(A,B));P=[-0.75+0.707j,-0.75-0.707j,-15];K=acker(A,B,p)運(yùn)行結(jié)果如下：3.狀態(tài)反饋控制器設(shè)計在MATLAB的控制系統(tǒng)工具箱中提供了524.Simulink建模根據(jù)數(shù)學(xué)建模和設(shè)計的狀態(tài)反饋控制器建立如下Simulink模型4.Simulink建模根據(jù)數(shù)學(xué)建模和設(shè)計的狀態(tài)反饋控制器535.Simulink仿真當(dāng)小車偏離運(yùn)行軌跡時，現(xiàn)有的系統(tǒng)可以根據(jù)傳感器測出偏差，接著偏差信號輸入控制器，通過控制器輸出控制電壓修正運(yùn)行軌跡。通過仿真曲線，得到該系統(tǒng)對直線路徑具有較好的跟蹤控制性能。5.Simulink仿真當(dāng)小車偏離運(yùn)行軌跡時，現(xiàn)有的系統(tǒng)可54AGV小車控制系統(tǒng)設(shè)計鄒星星AGV小車控制系統(tǒng)設(shè)計554.1AGV模擬小車控制總體框圖STM32主控板LCD觸摸屏地標(biāo)傳感器控制按鍵無線WiFi磁導(dǎo)航傳感器組警示燈電機(jī)控制模塊LCD觸摸屏STM32磁采集控制板4.1AGV模擬小車控制總體框圖STM32主控板LCD觸摸屏564.2主控制器模擬車控制器采用STM32來實(shí)現(xiàn)，主要任務(wù)是對小車進(jìn)行總體控制，主要功能：接受上位機(jī)的命令、任務(wù)；向上位機(jī)報告小車的實(shí)時狀態(tài)（包括小車目前的所處位置，運(yùn)行速度、方向、故障狀態(tài)等）；根據(jù)設(shè)定的路線，自主的巡航和速度控制。4.2主控制器模擬車控制器采用STM32來實(shí)574.2磁導(dǎo)航傳感器組磁導(dǎo)航傳感器組利用平均排布的8個采樣點(diǎn)，磁采集傳感器組示意圖如所示。磁傳感器組能夠檢測出磁條上方100Gauss左右的微弱磁場，每個采樣點(diǎn)連接一個傳感器，一共有8路信號輸出。因?yàn)閮蓚€傳感器之間的距離是20mm，磁條的寬度是50mm，因此AGV在運(yùn)行時，磁導(dǎo)航傳感器組會有連續(xù)的2～3路輸出采樣值。通過連續(xù)輸出的2～3路信號的傳感器編號，可以計算出磁條相對于AGV車體中線的位置偏差，AGV會自動作出調(diào)整，確保AGV跟蹤磁條前行。20mm4.2磁導(dǎo)航傳感器組磁導(dǎo)航傳感器組利用平均584.障礙檢測AGV模擬小車在工作時，會時刻遇見突發(fā)狀況，比如道路上的障礙物以及走動的人。為了保證AGV在行駛過程，自身車體結(jié)構(gòu)的安全性以及工作環(huán)境中人和貨物的安全，在AGV車體前后分別裝置了避障檢查裝簧和警示燈，在一定的范圍內(nèi)，避障裝置使AGV減速或者停下，在障礙解除后，AGV能夠自主的重新的正常行駛。4.障礙檢測AGV模擬小車在工作時，會時595通信模塊相比于其他通信總線，CAN總線具有突出的可靠性、實(shí)時性和靈活性，可靠的實(shí)時性保證了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，防止丟包的可能性。而本課題中主控電路要求實(shí)時對磁采集電路反饋的位置信號進(jìn)行處理，計算出小車的實(shí)時位置偏差，對數(shù)據(jù)的傳輸要求比較高，因?yàn)楸菊n題在主控電路與磁采集電路之間的通信采用CAN總線通信。5通信模塊相比于其他通信總線，CAN總線具605無線WiFi模塊每輛AGV小車需要向上位機(jī)報告速度、位置等運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)計WiFi無線傳輸模塊以上位機(jī)。選用ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi模塊。5無線WiFi模塊每輛AGV小車需要向上位機(jī)報告速度、位置619、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Saturday,December10,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。10:42:3710:42:3710:4212/10/202210:42:37AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2210:42:3710:42Dec-2210-Dec-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。10:42:3710:42:3710:42Saturday,December10,202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2210:42:3710:42:37December10,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10十二月202210:42:37上午10:42:3712月-2215、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月2210:42上午12月-2210:42December10,202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/1010:42:3710:42:3710December202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。10:42:37上午10:42上午10:42:3712月-229、有時候讀書是一種