全向自动导引车导向机构设计及其运动控制研究

摘要

针对麦克纳姆轮加工复杂 ,运动效率低 ,承载能力较弱及容易出现振动、打滑等问题 ,研发了基于轮毂电机的自动导引车(automatic guided vehicle ,AGV )全转向导向机构 ,并根据该导向机构的控制方式———四轮独立驱动和四轮独立转向(4WID-4WIS)的方式 ,对该全向AGV进行了运动控制研究.首先 ,构建了该全转向导向机构的运动学模型 ,并进行了运动学分析 ,得出不同转向模式下全向 AGV 转速与转角之间的关系.其次 ,为消除该全向AGV移动时产生的路径偏差 ,提出了基于多步预测最优控制和模糊控制的联合路径跟踪控制技术 ,以提高控制精度和为路径跟踪提供充足的纠偏能力;进行了转向电机和轮毂电机之间的解耦控制 ,保证了转向电机和轮毂电机具有良好的输入输出响应.最后 ,通过实车实验验证了该全转向导向机构具有良好的运动效果 ,能够满足实际工况的要求 ,可为AGV在工业领域的应用提供一定的参考.