基于非接触供电技术的AGV导引技术研究与开发

摘要

自动导向车(AGV，Automated Guided Vehicle)采用非接触供电技术(CPS，Contactless PowerSupply)可以实现电能的无接触且持续性传输，克服传统蓄电池供电模式带来的在线工作时间限制、环境污染等种种弊端。非接触供电系统在传输电能的同时，还可利用原边电缆同时完成AGV的路径导引等，无需增加其他专门的路径导引装置，提高系统的资源利用率。研究出一种适用于基于非接触供电技术的AGV的导引方法就成为了AGV关键技术研究中的一个重要课题。
　　本文针对非接触供电系统的特性和AGV对导引系统性能的要求，对导引技术进行了深入地分析和研究，旨在研发一种适用于AGV非接触供电系统的导引传感器，并将该传感器实际应用到采用非接触供电技术的AGV系统中。
　　本文结合非接触供电系统提出了一种适用于AGV的电磁导引技术总体方案，分析了原边电缆中多种信号的特点，选用供电电流产生的磁场信号作为AGV的导引信号，针对导引磁场信号的特性，选用电感线圈来进行检测。通过对原边电缆在不同敷设情况下的周围磁场分布进行详细分析，研究不同方向的磁场分量与检测位置的变化关系，优化了电感线圈放置方向和检测方案，实现对AGV的位置偏差和角度偏差的检测功能，提出了采用多点检测结合极值拟合算法提高对位置偏差检测精度的技术方案。
　　在AGV非接触供电系统导引方案的基础上，通过对硬件检测电路和软件处理算法的设计，完成了导引传感器的设计与开发。硬件检测电路包括控制芯片、检测单元、调理单元、模数转换、串口通讯等，软件处理算法主要对初始数据进行滤波、标定、归一化、极值拟合等处理。最后通过实验测试和初步应用，验证了本文提出的AGV非接触供电系统电磁导引技术方案的可行性和有效性。

目录

摘要

注释表

第一章 绪论

1．1 引言

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 课题来源及主要研究内容

1．3．1 课题来源

1．3．2 研究内容

1．4 本章小结

第二章 基于非接触供电的AGV导引方案总体设计

2．1 AGV非接触供电系统结构

2．2 基于非接触供电的AGV导引方案

2．2．1 电磁导引基本原理

2．2．2 多维线圈导引方案

2．3 导引方案关键问题

2．4 本章小结

第三章 基于非接触供电的AGV导引技术研究

3．1 原边电缆信号分析

3．2 磁场检测方法分析

3．3 线圈放置方案研究

3．3．1 原边电缆单轨直线敷设

3．2．3 原边电缆双轨直线敷设

3．2．4 原边电缆非直线段敷设

3．4 线圈排布方案设计

3．5 本章小结

第四章 基于非接触供电的AGV导引传感器设计与开发

4．1 导引传感器硬件总体设计

4．2 最小系统设计

4．2．1 主控芯片的选型

4．2．2 复位电路的选择

4．2．3 时钟源的选择

4．3 信号检测单元设计

4．4 信号调理单元设计

4．4．1 单片机对检测信号的要求

4．4．2 选频电路设计

4．4．3 放大电路设计

4．4．3 检波电路设计

4．5 路径识别算法设计

4．5．1 信号滤波策略

4．5．2 标定与归一化策略

4．5．3 位置偏差算法策略

4．6 本章小结

第五章 基于非接触供电的AGV导引传感器测试与分析

5．1 导引传感器主要特性分析

5．2 实验环境

5．3 实验及结果分析

5．3．1 单轨敷设位置偏差试验

5．3．2 单轨敷设角度偏差试验

5．3．3 双轨敷设位置偏差试验

5．3．4 双轨敷设角度偏差试验

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文