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1)感知部分作为信息的采集与输人,将底座与磁条的偏差信息传人承担决策作用的STM32开发板。主要有红外传感器、超声波传感器,经传感器信息融合后,可识别叉车周围的环境。
2)决策部分是以STM32F103ZET6嵌人式芯片为控制系统的核心芯片。该芯片是基于Cortex-M3的内核,可以有效地处理感知部分传来的信息,并将分析计算后的结果传送到执行部分,如图4所示。
3)执行部分主要由转向轮电机与直行轮电机以及货叉结构的液压马达组成,以实现叉车的移动和货物的运送。
自动控制模式下,一方面需要实时获取one体育
相对预设磁条的偏移量,并通过纠偏程序及时地减小偏差,另一方面基于安全考虑,当有意外发生或者磁条上有障碍物存在时,one体育
应能够自动紧急制动,并在障碍物移除后可以恢复运行状态。此外,在实际工程中,直线行驶是one体育
移动的主要运动状态,考虑到工程效率问题,还需要编写加减速程序。因此,在自动控制模式下主要需要编写自动纠偏程序、紧急制动程序、加减速程序、转弯程序以及货叉升降程序。
模糊控制是一种模拟人思维的过程,即通过对事物进行观察、分析,最终做出判断与决策。L.A.Zadeh提出不相容原理,随着系统的复杂度增大,系统的清晰程度就会逐渐降低,当达到一定的阈值时,清晰性和复杂性将互相排斥,于是就产生了模糊控制凹。模糊控制是一种非线性控制,核心是利用模糊集合的理论知识,将控制算法转变为计算机语言所能描述的语言。由于模糊控制具有较强的鲁棒性,不需要建立精确的数学模型,尤其是在处理非线性、强耦合时变等控制系统时有较好的效果。
模糊控制器的工作原理是将输人的清晰信号经过模糊化接口变成模糊量,然后经过模糊推理算法计算,经过模糊推理机处理后得到模糊集合,最后由去模糊化将模糊集合变成清晰量。最基本的模糊控制?系统结构如图6所示。
纠偏程序是自动控制模式中的核心,纠偏程序越合理,one体育
的轨迹追踪性能就越好。当one体育
运行在直线及转弯角度不是很大的弧线上时,将调用纠偏程序。
该one体育
所采用的磁导航传感器具有16个磁信号监测点,安装于one体育
前端,距离地面2处,选择的磁条宽度为3。在磁条竖直方向上,磁传感器可以同时接通4个磁信号,为确定one体育
相对磁条的位置,将磁传感器各个监测点进行编号,H0—H15巧分别为16个监测点,以低电势0表示未检测到磁信号,以高电势1表示检测到磁信号。当检测到磁信号时,指示灯亮起,所有的电势信息依次存储在寄存器中,共占据16字节。纠偏程序中需要针对偏移情况采取继续直行、左偏、右偏的纠偏动作。当正中间的4个监测点对应的指示灯亮起时,此时对应电位为1,表示one体育
处于直行状态,见表1。
考虑到地面不完全平整,应当允许一定的误差范围,当正中间4个监测点左右两侧的另一个指示灯亮起时,也视为直行状态。根据上述分析,可将传感器电位情况模糊化为3种偏差状态,见表2。
为使one体育
的运行轨迹与预设轨迹更加接近,在编写程序时,根据不同的偏移程度使转向电机的输出力矩有所不同,且纠偏程序中的转向应与表2相反。
图中,磁传感器位于one体育
驱动轮中轴线上,与地面间的距离为2cm,设置了直行、转弯、叉货、卸货等位置的引导路径,所设路径可以满足一般货场的使用要求。根据实际工程需要,预铺设磁导引线,货叉轨迹路径规划如图8所示。空载的one体育
从停靠点A出发,沿磁条移动到位置C,然后one体育
由位置C运动到位置D处,然后直行至E出仓库,将货叉叉人货物底部取料,托起货物后回退到位置F,然后沿磁条运行至位置F',然后沿原路线返回至位置A。
在进行一次叉货,送货和卸货后,对各标志条上的笔记进行测量,分别记录各标志条笔迹的横向偏移距离,经MatLab分析后得到的结果如图10所示。
由图可见,one体育
在刚启动时偏差范围很小,最大偏差为2cm;在走直线路段时,偏差依旧很小;当走转弯路段时,one体育
的偏差便增大,且增大到一定范围后开始减小,继而又增大。因此,叉车式one体育
在走转弯路段时的行走路线是曲折的。由试验结果可见,one体育
的偏差范围为±6cm,可以满足设计的偏差要求范围。
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