对角式舵轮分布的AGV路径纠偏控制研究

针对对角式舵轮分布的自动导航车 (Automated Guided Vehicle，AGV )的路径纠偏，提出了一种模糊控制+滑模控制的控制方法。首先，对对角式舵轮分布的AGV进行数学描述，对其运动学、动力学分析建模；其次根据运动学模型，以车体位置、角度偏差为输入量，车体转向角度为输出量，设计模糊运动控制器作为外环控制器，然后根据其非线性动力学模型设计滑模控制器作为内环控制器；最后通过MATLAB环境下的Simulink仿真研究，表明所制定的控制策略有效，保证了对角式舵轮分布的AGV的快速且稳定的路径纠偏。     

一种新的捷联惯导系统动基座对准中的可观测性分析法

以惯性坐标系为导航坐标系,建立了捷联惯性导航系统动基座对准的误差模型.利用分段定常系统可观测性分析方法对系统动基座对准时的可观测性进行了全面分析,定性地得出了载体不同运动对系统可观测性的影响.分析结果表明,在动基座对准过程中,不同于传统的以地理坐标系为导航坐标系,惯性坐标系具有简化分析过程、利于定轨等优点,且无论载体是线运动还是角运动,在一定条件下都能提高系统的可观测性,进而提高卡尔曼滤波器的估计精度和速度.在以惯性坐标系为导航坐标系的捷联惯性导航系统动基座对准过程中,采用卡尔曼滤波方法,基于具体试验数据,对失准角进行了估计,给出了仿真曲线,验证了分析结论.     

AGV视觉导航模糊控制研究

本文提出了一种AGV视觉导航模糊控制方法。首先对AGV建立其运动学模型,分析其可能的位姿,其次建立模糊控制器进行控制。仿真结果表明,车体能够在很短的时间内实现纠偏,达到期望位姿。     

自动引导车路径偏差的控制研究

本文针对差速驱动的AGV路径偏差控制,建立了小车路径偏差的运动模型。利用数学方法分析路径偏差与车轮速度的关系,深入分析,得到两驱动轮驱动电压与偏差变量的等量关系,从而得到系统的结构框图,从根本上分析了AGV的控制原理。通过对比激光导航,磁导航,视觉导航等控制方式,最后选择无适应性,稳定性更强的无轨导航,采用模糊控制理论,将系统简化为以偏差变量为输入,驱动电压差为输出的双输入单输出系统。仿真结果表明,该方法有较好的路径纠偏能力。同时也为无轨AGV路径控制奠定基础。     

基于麦克纳姆轮的磁导航自动导引车模糊控制

由于自动导引车(AGV)的运动方向和速度取决于每个麦克纳姆轮的运动,故AGV循迹运动需要更加精准。将麦克纳姆轮应用于AGV的运动系统,使其具备在平面内三自由度的移动能力。为了克服AGV运行中偏离预定路径的问题,设计了一种基于模糊控制的循迹纠偏方法来纠正其实际行驶轨迹,并进行了仿真实验和实际检测,验证了所设计模糊控制器的有效性。     

惯导初对准中的平方根无轨迹卡尔曼滤波

针对无轨迹卡尔曼滤波(UKF)在递推过程中,有些情况下出现状态协方差逐渐失去正定性,导致计算发散现象,对状态协方差进行矩阵分解,在滤波中用其平方根进行计算,保证其正定性.采用平方根无轨迹卡尔曼滤波(SRUKF)对大失准角情况下惯性导航系统初始对准非线性ψ角模型进行估计.蒙特卡罗仿真结果表明,SRUKF与UKF在滤波精度和收敛速度上基本一致,SRUKF的数值稳定性优于UKF.     

船用捷联式惯性导航仿真系统设计及研究

针对船用捷联式惯性导航系统长时间工作后,精度明显下降,不能满足导航需求的问题,设计了一种模块化的船用捷联式惯性导航仿真系统,并进行了仿真研究。将船用捷联惯导设计为四个模块,分别为轨迹仿真模块、惯性器件仿真模块、导航解算模块和误差分析模块。利用建立的模型,仿真分析捷联式惯性导航系统姿态角、速度和位置误差的主要特性,研究天向速度的发散对东向和北向速度误差的影响,探究初始对准误差对导航精度的影响。结果表明,仿真系统可以很好的模拟舰船捷联式惯性导航系统的初始对准和导航过程;天向速度的发散和初始对准的精度都会直接影响导航精度。因此,在舰船长时间航行时,必须提高初始对准精度且引入阻尼系统,以减小船用捷联式惯性导航系统的导航误差。     

船用捷联式惯性导航仿真系统设计

针对船用捷联式惯性导航系统长时间工作后,精度明显下降,不能满足导航需求的问题,设计了一种模块化的船用捷联式惯性导航仿真系统;并进行了仿真研究。将船用捷联惯导设计为四个模块,分别为轨迹仿真模块、惯性器件仿真模块、导航解算模块和误差分析模块。利用建立的模型,仿真分析捷联式惯性导航系统姿态角、速度和位置误差的主要特性,研究天向速度的发散对东向和北向速度误差的影响,探究初始对准误差对导航精度的影响。结果表明,仿真系统可以很好地模拟舰船捷联式惯性导航系统的初始对准和导航过程;天向速度的发散和初始对准的精度都会直接影响导航精度。因此,在舰船长时间航行时,必须提高初始对准精度且引入阻尼系统,以减小船用捷联式惯性导航系统的导航误差。     

基于单探测器的低轨航天器X射线脉冲星导航算法

近年来脉冲星自主导航技术飞速发展,即将在低轨道(LEO)航天器开展验证。为了适应低轨航天器载荷轻量化、小型化的需求,研究了基于单探测器的X射线脉冲星导航扩展卡尔曼滤波算法,并针对单脉冲星导航和轮流观测多脉冲星导航两种方案,分别进行了算法仿真。仿真结果表明,仅观测单脉冲星无法实现长期自主导航,但能够将轨道预报误差降低25.9%,提高短期自主导航精度。而单探测器轮流观测多脉冲星可实现长期自主导航,其导航误差达到514 m,与多探测器同时观测多脉冲星传统算法相当。     

双舵轮自动导引车轨迹追踪控制算法

为提高双舵轮自动导引车(automated guided vehicle, AGV)轨迹跟踪控制性能,设计了基于模型预测控制的轨迹跟踪控制器。以双舵轮自动导引车为研究对象,首先建立自动导引车运动学模型,求得车体转弯半径,并重点分析双舵轮自动导引车转向优势;然后,对双舵轮导引车建立了基于模型预测控制的轨迹跟踪模型,并考虑车体运动性能指标及各类约束,最后通过仿真实验验证了模型预测控制算法用于双舵轮自动导引车的可行性,且分析了控制时域权重和预测时域长度两项模型参数对系统性能的影响;与基于比例-积分-微分轨迹跟踪控制器的自动导引车进行轨迹跟踪对比仿真实验。最终实验表明,采用该模型预测控制器可以满足各类约束条件,高效精准完成对连续大曲率目标路径的有效跟踪,同时具有较高的实时性和鲁棒性。     

基于捷联惯导载体轨迹发生器的设计与仿真

为了给捷联惯性导航数字仿真系统提供实时导航参数及惯性元件的精确值,并为其导航解算提供比较基准,设计出了一种简单的基于捷联惯性导航系统的轨迹发生器。通过介绍轨迹发生器的总体设计思路,提出了对载体轨迹发生器的数学编排的推导,并对载体在不同运动状态下的轨迹输入进行定义,最后对设计的轨迹发生器进行仿真实验。通过仿真实验表明,此方法简单高效,具有一定的可行性,为捷联惯导系统仿真提供了依据。     

宋儒的族学思想探析

考虑路面附着条件对车辆横摆响应的影响,设计了路面附着系数修正的主动转向控制策略.为了迅速准确 地获取当前路面附着信息,采用了无迹卡尔曼滤波观测器观测路面附着系数,并用Carsim-Simulink联合仿真验证了此方法的有效性.在传统主动转向控制的基础上将路面附着系数作为输入,设计了滑模控制器.通过Simulink仿真,验证了所设计的滑模控制器在低附着路面、对接路面均能提高车辆的操纵稳定性和理想轨迹跟踪能力.     

基于路面附着系数估计的AFS控制策略研究

考虑路面附着条件对车辆横摆响应的影响,设计了路面附着系数修正的主动转向控制策略.为了迅速准确地获取当前路面附着信息,采用了无迹卡尔曼滤波观测器观测路面附着系数,并用Carsim-Simulink联合仿真验证了此方法的有效性.在传统主动转向控制的基础上将路面附着系数作为输入,设计了滑模控制器.通过Simulink仿真,验证了所设计的滑模控制器在低附着路面、对接路面均能提高车辆的操纵稳定性和理想轨迹跟踪能力.     

直线电机/发动机系统轨迹跟踪控制策略

根据直线电机/发动机系统稳定运行时的活塞速度和位置关系,提出了基于比例积分(PI)控制器的活塞轨迹跟踪控制策略,并搭建了系统的仿真模型,用试验验证了仿真模型的精确性.仿真结果表明,在喷油量发生波动甚至失火时,该控制策略使得活塞轨迹在扰动发生后的首循环内就能回归参考轨迹,实现了对于活塞运动的有效和快速控制.     

全方位AGV复合转向方法的运动分析与仿真

对全方位AGV采用复合转向驱动控制进行了运动正、逆解的推导，并对其的运动约束进行了分析。该AGV改变了原AGV在运动灵活性方面存在的缺陷，除可实现普通AGV的运动方式(前进、后退和回转)外，还可以任意姿态实现沿任意路径的轨迹跟踪。通过仿真和实验验证了对其采用复合转向进行运动控制的可行性和有效性。     

基于激光SLAM的AGV路径规划仿真分析

利用激光SLAM进行AGV导航具有路径灵活多变、环境适应性强、易维护等优点。激光AGV导航的技术关键在于路径规划的精度与效率。对两种常用的激光SLAM算法进行理论分析,应用MATLAB模拟激光SLAM导航AGV沿直线路径行走和在复杂环境中行走的地图构建与路径规划。仿真结果表明,基于无迹卡尔曼滤波的SLAM算法比基于扩展卡尔曼滤波算法的SLAM算法有更好的准确性,且两种算法数据处理时间相差不大,即基于无迹卡尔曼滤波算法在保证运行速度的同时有着更高的精度。     

广东嘉腾机器人自动化有限公司

正广东嘉腾机器人自动化有限公司(以下简称嘉腾)致力于无人搬运车(AGV)领域的研发、生产、销售,凭借惯性导航、激光导航、二维码导航、磁导航等先进技术,推出了系列便捷、高效、智能的搬运机器人,是国内领先的AGV及智能物料配送解决方案提供商。公司是广东省高新技术企业、广东省机器人骨干企业、战略性新兴产业骨干企业,     

煤矿井下飞行机器人建模与仿真

针对煤矿井下飞行机器人自主导航、数学模型不完善与实验数据缺失问题,建立了煤矿井下飞行机器人运动力学模型、传感器观测状态估计模型、仿真系统。自定义煤矿井下导航坐标系,在简化后的微分平坦状态空间,建立线运动与角运动的运动力学模型;选用三维激光雷达、惯性测量单元(IMU)、相机传感器,并分别建立其观测模型,进而在特殊欧式群SE(3)空间,构建基于优化理论的传感器观测状态估计模型;搭建仿真系统并模拟煤矿井下工作面场景,对建立的运动力学模型和传感器观测状态估计模型进行仿真实验。建立的煤矿井下飞行机器人的运动力学模型与状态估计模型可行、有效,生成的仿真数据集为后续研究提供参考。     

基于DSP的AGV运动控制系统设计

AGV是一种自动导向车,能够在具有一定地形特征的环境中顺利到达期望目的地或沿期望路径行驶,已经被广泛应用于军事、航空和医药等领域.以两轮AGV为控制对象,采用高精度线阵CCD摄像头、高速DSP和超声波声纳构成一个AGV系统,着重介绍了基于数字信号处理器TMS320F240的AGV运动控制系统,论述了各组成部分的工作原理,并使用模糊逻辑控制策略对AGV系统的轨迹跟踪能力进行了仿真.该系统充分利用DSP运算速度快、外设接口丰富、适于电机控制的特点,实现对AGV的速度和航向的控制.该系统具有硬件结构简单,软件开销小等特点.     

一款AGV磁导航传感器的设计

在工业自动化的发展过程中,AGV（自动导引车辆）广泛投入使用,目前应用较广泛的导航方式之一是磁条导航,它具有对环境要求低、安装简单、易维护、成本低等优点。设计了一款AGV磁导航传感器,该传感器以ARM Cortex-M3为核心、RS232C线驱动和磁导航模拟前端设计硬件实验平台,实时采集磁导航信号,采集到的信号通过对数-双曲正切函数的鲁棒自适应滤波算法,减小AGV行驶过程中的偏差,在C/OS Ⅲ微型操作系统进行任务循环调度,通过人机交互界面观测传感器实时状态,对AGV的运行轨迹进行修正。根据实验数据和仿真结果表明：使用该磁导航传感器的AGV行驶偏差较小,车身更加平稳。