实验教学型自动导向车机电系统研制

摘要

为加快实现工业培训中心车间物流自动化，配合我校实验演示教学工作的开展，我们研制开发了基于8位和16位单片机控制系统的实验教学型自动导向车(AGV)。本文就AGV的应用特点及导向技术进行了概述，本着经济、可靠、柔性化的原则，提出了车体机械结构与控制系统的总体设计方案；采用模块化设计思想，对系统硬件电路进行了设计，主要包括电源稳压模块、路径识别模块、行走驱动模块、指令发送模块、在系统编程模块等；对传感器阵列的布置及寻迹算法进行了必要研究，给出控制系统软件的组成结构与功能分析：最后，介绍了AGV应用程序的编程与仿真，对各类调试方法进行了分析比较。为提高系统运行稳定性，软、硬件方面都采取了相应的抗干扰措施。

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致谢

第一章 绪论

1.1 自动导向车概述

1.2 自动导向车发展、应用与特点

1.2.1 AGV的发展与应用

1.2.2 AGV的特点

1.3 导向方法与技术

1.3.1 导向方法

1.3.2 导向技术

1.4 技术分析与评价

1.5 课题来源及研究内容

1.5.1 课题来源

1.5.2 主要研究内容

第二章 自动导向车的总体设计

2.1 导引方案的确定

2.1.1 小车运行环境及有关参数指标

2.1.2 导引方案的确定

2.2 轮系的布置及安装

2.2.1 轮系的布置

2.2.2 驱动系统的安装

2.3 车体外形结构

2.4 传感器阵列的布置

2.4.1 传感器的选型

2.4.2 传感器阵列的布置

2.5 控制系统概述

2.5.1 控制系统硬件组成

2.5.2 控制系统软件设计

2.5.3 控制系统总体设计流程

第三章 控制系统硬件设计

3.1 控制核心的选择

3.1.1 AT89S52单片机简介

3.1.2 SPCE061A单片机简介

3.2 电源稳压电路设计

3.2.1 电源稳压的目的

3.2.2 集成稳压器件的选择

3.2.3 稳压器件及配套电路

3.3 路径识别模块电路设计

3.3.1 模块电路组成

3.3.2 光耦电路设计

3.4 行走驱动模块电路设计

3.4.1 数模转换电路设计

3.4.2 无刷直流伺服电机驱动器的控制

3.5 指令发送模块电路设计

3.5.1 键盘电路设计

3.5.2 红外线遥控电路设计

3.6 在系统编程模块电路介绍

3.7 时钟与复位电路介绍

3.7.1 时钟电路

3.7.2 复位电路

3.8 硬件抗干扰技术的研究

第四章 控制系统软件设计及寻迹算法研究

4.1 自动导向车寻迹算法研究

4.1.1 一种AGV典型寻迹算法的研究

4.1.2 传感器布局及寻迹算法的改进、完善

4.2 自动导向车寻迹算法的进一步研究

4.3 控制系统软件设计

4.3.1 软件设计概述

4.3.2 控制系统软件结构

4.4 软件抗干扰技术的研究

4.4.1 指令冗余技术

4.4.2 软件陷阱技术

4.4.3 看门狗技术

第五章 系统程序的调试

5.1 系统程序的软、硬件仿真调试

5.1.1 程序的软件模拟调试

5.1.2 程序的硬件在线仿真

5.2 系统程序的烧写与运行调试

5.2.1 烧写器编程

5.2.2 ISP在系统编程

5.3 SPI接口与SPI总线协议

第六章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

附录