基于贝加莱控制器的AGV运动控制半实物仿真系统研究

摘要

本文研究的对象为港口码头自动导引车（AGV），主要用来运送大型集装箱，它的运动控制系统由 AGV定位导航和运动控制系统组成。AGV运动控制器在调试和性能测试时，一般需要在真实AGV车辆和埋设有Transponder的堆场上进行，这样会带来一系列问题。
　　为解决这些问题，研究了一种半实物仿真系统可以模拟真实AGV运动，能够接收 AGV运动控制器的命令，设定外界环境参数，计算AGV运动状态，并将传感器数据返回给AGV运动控制器，同时可以动态显示车辆在堆场中的运动情况，从而代替真实 AGV来对运动控制器性能进行测试，不但可以节约能源，降低经济损失，还可以对各种工况很方便的进行测试，并能显示 AGV的真实运动情况，对调试人员的安全也得到了保护。
　　该仿真系统包括五大模块，AGV运动仿真模块、AGV通讯模块、AGV人机界面模块、AGV运动控制器模块和系统监控计算机模块。首先建立了 AGV的垂向运动学动力学模型、道路负载模型、电机模型、差速器模型、转向器模型、车辆运动学模型和天线模型，并在SIMULINK中实现了上述各模型及整车模型的仿真，接着在贝加莱控制器中完成了整车模型的建立即为 AGV运动仿真模块，之后实现了AGV运动仿真模块与 AGV运动控制器之间传感器的通讯即为 AGV通讯模块。为方便人机交互，在贝加莱控制器中完成了人机界面的编写，可以设置车辆和环境参数，实时显示车辆运动，即为 AGV人机界面模块。AGV运动控制器模块为仿真系统的被测试对象，系统监控计算机模块用来监控贝加莱控制器的内部数据。

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第一章 绪 论

1.1引言

1.2 AGV发展历史与研究现状

1.3课题背景与意义

1.4本文主要研究内容

1.5本章小结

第二章 仿真系统整体方案设计

2.1 AGV自动导引车简介

2.2仿真系统技术指标

2.2仿真系统整体方案设计

2.3本章小结

第三章 模型建立与Simulink仿真实现

3.1车辆垂向运动学动力学建模

3.2道路负载建模

3.3电机建模

3.4差速器建模

3.5转向器建模

3.6车辆运动学建模

3.7天线建模

3.8整车模型的实现

3.9模型从SIMULINK到AS的编译

3.10本章小结

第四章 模型在贝加莱系统中的实现

4.1开发环境与硬件选择

4.2通讯软硬件实现

4.3模型主程序实现

4.4中间参数变换

4.5本章小结

第五章 AGV人机界面实现

5.1人机界面创建

5.2界面功能及操作介绍

5.3本章小结

第六章 仿真系统对AGV运动控制器的测试

6.1硬件连接

6.2 AGV运动控制器测试分析

6.3本章小结

第七章 总结与展望

7.1本文主要结论

7.2本文主要创新点

7.3后续研究工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的学术成果