AGV专用交流伺服驱动器的控制算法研究

摘要

自动导引车(Automated Guided Vehicle，AGV)是一个沿着地面上的标记或电缆运动的移动机器人，采用视觉、磁场或者激光导航，它们最常用于工业领域中，为制造设施或者仓库搬运物料。其在现代工业中的应用可以大幅度提高企业的生产效率，降低物流运输的成本。正在成为现代化工业的重要组成部分。
　　本文选题基于产、学、研项目“激光导引运输车”的实际研发过程，结合理论与实践重点对激光导引AGV系统的交流驱动技术进行了研究。主要内容包括:
　　首先对前轮驱动转向的激光导引运输车的车载系统，包括决策控制系统、运动伺服控制系统、无线通讯系统、激光导航系统、载货控制系统、电源管理系统、人机交互系统和安全防护系统进行了研究，并对研发过程中AGV小车的弯道导航中遇到的问题进行了深入的分析。然后以此为基础展开了AGV专用交流驱动器驱动技术的方面的研究，主要包括驱动电动的选择，永磁同步电机数学模型的研究、SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量）控制算法的研究等。
　　最后给出了一套AGV专用交流伺服控制器的软硬件方案，通过仿真实验验证了其有效性。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 AGV的发展简介

1．3 AGV系统的概述

1．3．1 AGV系统的构成

1．3．2 AGV车载系统的研究现状

1．4 交流永磁同步电机伺服系统

1．4．1 交流永磁同步电机伺服系统的一般结构

1．4．2 交流永磁同步电机伺服系统的优缺点

1．4．3 交流永磁同步电机的控制算法

1．5 AGV专用交流永磁同步电机伺服系统

1．51 AGV专用永磁同步电机伺服系统的构成

1．5．2 AGV专用交流永磁同步电机伺服系统关键技术研究

1．6 论文的研究内容和结构安排

1．6．1 研究背景

1．6．2 研究内容

1．6．3 论文结构安排

1．7 本章小结

第2章 AGV车载系统设计和转弯算法的研究

2．1 AGV系统目标分析

2．2 AGV系统的结构和设计

2．2．1 AGV系统的结构

2．2．2 AGV车载系统的设计

2．3 激光导引式AGV小车的转弯算法研究

2．3．1 AGV小车的结构及运动学模型

2．3．2 AGV转弯时的误差分析及补偿方法的研究

2．3．3 仿真实验及结果分析

2．3．4 现场实验及结果分析

2．4 本章小结

第3章 交流永磁同步电机的数学模型

3．1 永磁同步伺服电动机的简介

3．2 永磁同步伺服电动机的数学模型

3．3 永磁同步伺服电动机的控制策略

3．3．1 永磁同步电动机的矢量控制策略

3．3．2 id=0控制方式的分类

3．4 本章小结

第4章 基于电压空间矢量脉宽调制的id=0矢量控制

4．1 空间矢量脉宽调制

4．2 SVPWM的实现

4．3 电流环与速度环的设计及SVPWM控制伺服系统的仿真

4．3．1 电流环的设计

4．3．2 速度环的设计

4．3．3 SVPWM矢量控制伺服系统的仿真分析

4．4 本章小结

第5章AGV专用交流伺服控制器的软硬件设计

5．1 伺服控制器硬件系统的设计

5．1．1 永磁同步电动机参数确定

5．1．2 直流升压电路

5．1．3 主回路

5．1．4 电动机控制专用数字信号处理器

5．1．5 检测电路的设计

5．2 伺服控制器软件系统的设计

5．2．1 主程序的设计

5．2．2 PI调节器的设计

5．2．3 SVPWM环节的设计

5．2．4 转速测量和转子初始位置的确定

5．2．5 伺服控制系统的主中断程序流程图

5．3 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 研究工作总结

6．2 后续工作展望

参考文献

作者简介