agv的plc控制
这个文档主要介绍plc的整套对agv的开发过程对现实还是有一定的积极意义的长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:6日期:20/b月&日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、维印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于1、保密口,在年解密后适用本授权书。2、不保密駟。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:日期:0/年6月孑日导师签名:日期:年/月。日摘要AGV自动导航车是现代物流领域的一个重要的研究课题。在工业领域柔性化生产中越来越重要,高性能、高有效性的AGV控制器受到国内外学者的高度重视。本文采用模糊控制方式,针对AGⅴ小车的响应速度、稳定性要求,设计实现了一种基于运动学模型的AGV控制系统。该控制系统按功能模块化设计硬件电路,由电杌驱动模块、路径识别模块、避障模块、通信模块组成。电机驱动模块由直流无刷电机驱动模块和电机速度检测模块组成,实现对直流无刷电机的控制;路径识别模块由位置检测模块和站点识別模块组成,实现小车对路径的识别,达到对路径跟踪控制的目的;避障模块实现小车的安全性;通信模块由CAN通信模块和无线ⅵi模块组成,实现控制系统的通信。小车的测试实验表明,先后给以80mm和-100mm的位置偏差,AGV小车能够在3s内对位置偏差进行修复,小车速度振幅控制在±10mm/s,小车位置偏差修复后,3s时间内,速度可回调到位置偏差前的速度,即小车回“零位”的速度比较快,表明AGⅴ控制系统的平稳性好,能够很好实现对路径的跟踪,同时也能及时的应对运行过程中的误差突变。关键字:AG;运动学模型;磁导航;模糊控制ABSTRACTThe Automatic Guided Vehicle (AGv) is an important research topic in the fieldof modern logistics. Flexibility in the field of industrial production more and moreimportant, the AGV controller which has the high performance and the highefficiency has been received the extensive attention by scholars both at home andabroad. This paper adopts the fuzzy control method, in view of the aGv car responsespeed and stability requirements, the design has realized one kind of AGv controlsystem based on kinematics modelThe control system hardware circuit is designed according to the functionmodular, the motor drive module, path recognition module, obstacle avoidancemodule, communication module. Motor driver module is composed of brushless dcmotor driver module and motor speed detection module, realize the control for thebrushless dc motor. Path recognition module is composed of position detectionmodule and site identification module, realize the aGv for the path recognition,achieve the goal of the path tracking control; Obstacle avoidance module to realizethe safety of the car; Communication module of Can communication module andwireless wifi module composition, realization of the control system ofcommunicationThe test results show that, successively give 80mm and 100mm positionaldeviation. the location of the AGv can within 3s to fix position deviation, vehiclespeed amplitude control in the plus or minus 10mm/s after repair the car positiondeviation, within 3s the speed can be back to the front of the position deviation ofspeed, the car back to " zero"speed is faster, the results show that the AGv controlsystem have good stability, a good path tracking, and can provide timely responsesduring the operation of the error mutationKeywords: AGV; Kinematics Model; Magnetic Navigation; Fuzzy Control目录摘要ABSTRACT…命命命中苹命命品哪命命命哪请自品中“非哪非命命命哪第一章绪论1AGV概述…12AGV国内外发展现状…121国外发展历史及现状122国内发展历史及现状13AGV的引导方式14本文的主要工作和主要问题.b自.身自命看非世看带看音萨世看中·宁非命●学●122455141本论文的主要工作…142本论文解决的主要问题第二章AGV车体结构及运动学模型建立21AGV结构分类。B西自鲁自·切是息甲带导211三轮结构2.12四轮结构213五轮或六轮结构.22AGV的性能指标23AGⅤ的组成幽·命命66778924AGⅤ运动状态分析申·自意25AGⅤ小车对电机的基本要求1026AGV的运动学模型27本章小结12第三章AGNV控制系统硬件设计3IAGⅴ控制系统整体结构.1332AGV控制系统研究方案32ICAN总线通信模块即14322无线wif模块15323电机实时速度检测看·。专中●·音专中324磁导航传感器组3.2.5障碍检测18326AGV小车对线路与站点的识别鲁·。感垂品自世品身岳一益自备自e非你ee非物9327AGV小车位置判断33硬件系统组成21331控制器芯片应用说明.1332电机驱动模块24333电源模块…633.4通讯模块命命命命··命命自命命●2734本章小结28第四章AGV路径跟踪控制方法研究41AGⅴ控制策略选择42模糊控制简介…294.3模糊PD控制器.3043.1模糊PD控制器的数学模型查看着看看看昏春●●●43,2模糊PID控制器的控制思想3143.3AGⅴ控制系统模糊控制必要性…3144模糊PID控制器设计…3344.1模糊PID控制器的输入输出量的确定…344.2模糊控制规则的设计.节。申春。鲁合。节是看看。节.自DD春3345模糊PID控制器的仿真…昨非···命e命自···总最46本章小结38第五章AGV控制系统软件设计51引言3952编译环境的介绍.....12053控制软件设计鲁暴非画非最命自曲曲自自非非命春告音春鲁D看41531产生PWM的程序流程.53,2电机实际速度检测模块程序流程425.3.3避障控制模块程序流程….534驱动控制模块程序流程中学鲁鲁鲁。鲁。●44535CAN总线通信模块程序流程.54本章小结45第六章系统测试与结果分析6.1路径跟踪测试.4662避障能力测试63本章小结总结和展望看中·49参考文献看●。。意非。。市中自看非如鲁致谢附录A(攻读学位期间发表论文及专利目录)55第一章绪论第一章绪论1.1AGV概述现代制造工艺的飞速发展,带动了柔性制造系统FMS和柔性装配系统FAS的迅速发展。中国早在“十一五”规划中就制定了侧重于科学和技术的发展,以先进的制造技术来提高企业的竞争力。自21世纪开始,物流的发展成为一个新热点。现代物流行业,尤其是西方的设备和实现技术已经达到很成熟的水平。目前,现代化物流格局已经形成以信息技术为核心,以信息、运送、卸载、自主化仓储、库存统计、自主化配货、包装等专业技术为支撑的现代化物流技术4。而自主导航车AGV是实现AGVS、FMS、CIMs的关键基础设备,是实现现代物流自动化和智能化的核心技术之—pAGV( Automated Guided Vehicle)是自动导航小车的英文缩写,是一种自主驾驶、无人操纵、以电池为动力的自动化运输设备,装有电磁或者光学等非接触自动导向装置和独立寻址系统。它的主要特点表现为具有可编程功能、安全保护装置、启停装置以及搬载功能并能在上位机的监控下,根据给定的起点和终点自主地沿预设的导引路径行驶,安全到达目的地,完成搬运卸载任务。其已经成为仓储物流自动化系统、柔性生产线、柔性装配线的重要设备。资料显示,在整个产品生产的过程中,用于加工和制造仅仅只占有5%的时间,剩余95%的时间主要用于包装、储存、装卸和运输;而在美国、日本和欧洲发达国家,直接劳动成本所占生产成本的比例不足15%而且这一比例还在不断下降,而储存、运输所占的成本却占总成本的40%7。因此各工业强国把降低物流成本作为提高企业竞争力的重要措施,在这样的背景下,AGⅤ小车广泛地应用于各行各业,并受到了极大的欢迎。12AG国内外发展现状AGⅤ是伴随着叉车技术和机器人技术产生并发展而来的,但都是为了实现货物的自动搬运为目的的3。随着技术的不断发展,AGV的功能不断完善,应用领域越来越大。硕学位论文121国外发展历史及现状AGV在国外起步早、发展快。首次出现在公众视野的AGV原型车于1913在美国福特汽车公司下线,该原型车首次将有轨引导的小车代替原来使用在汽车底盘装配线上的输送机,根据福特公司对外公开的资料,该小车将装配时间缩短了15小时,极大地提高了生产效率,从此AGv就步入了高速发展的时代例1953年,世界上第一台AGV由美国 Barrett Electric公司研制成功,采用真空管技术自动跟踪钢丝索行走。1954年,由英国人首先去掉了地面上的导引轨道,研制出了采用埋线电磁感应方式跟踪路径的AG。50年代末,AGV开始在欧洲推广使用。1959年,AGV系统在美国开始应用山。由文献-5,12,3]可知:直到70年代,AGv仍然主要采用电磁感应方式引导。AGv的优越性促使其不断发展,应用非常广泛,特别是在工业强国。随着物流系统的完善,AGV系统逐渐与计算机技术相融合,六十年代,计算机技术开始参与AGV系统的控制和管理;1969年,AGV首次在瑞典投入使用,主要集中在制造业12截止到六十年代和七十年代初, Barrett, Webb、 Clark公司占有市场大部分的AGV销售份额;同时在这个时期,AGV导引方式开始发展五花八门,各种环境的适应加速了AGⅤS的迅速发展。八十年代欧洲的AGV技术开始转移到美国,而且随着计算机控制系统的加入,美国使AGv的性能更加先进,AGⅤ控制器可靠性进一步加强,运输量进一步增加;此时,美国的AGV生产商由23家(1983年)增加到74家(1985年),全美国使用AGV的数量增加到3900多台101。1990年,AGⅴ制造强国瑞典NDC开发出新型的基于激光引导的AGV控制系统。同时,AGⅤ在日本的应用也比较成熟。到1988年,日本的AGV制造企业达到20多家,如比较知名的企业大福、 Fanuc公司、村田公司等。日本也成为使用AGV最广泛的国家之一。随着AGV技术的不断提高,美国、日本、欧洲等发达国家的使用已经非常广泛。现在的AGV控制系统装有车载计算机、通讯装置、安全装置和货物装卸设施,自动化程度很高,应用领域相当广泛,汽车制造、造纸、印刷、医药行业是使用量最大的行业,约占全球AGV总销量的80%15。目前,AGV的发展趋势是研究无固定引导路线、高度自由的AGV。122国内发展历史及现状我国第一台AGⅣ在1975年由北京起重运输机械研究所完成,该AGⅤ采用电磁
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mini2440之U-boot移植详细手册-20110908.pdf上海嵌入式家园-开发板商城贺工www.embedclub.com第6章 U-BOOT在MN440上的移植.…556.1建立开发板文件,测试编泽环境55611修改顶层 Makefile561.2在/b0ad中建smd2440日录和文件5661.3 include/ngs/中建立发板配量之件,.:·61.4测试编译环境566,2第一阶段:探索启动代码6.2.1关闭为A79200写的ED必转576.2.2修改CPU额率初始化设置586.2.3修改0weve/nit.S文件,…59624修改代码重定向部分606.2.5增加ED的点亮架作…6963第二阶段:修改初始化代码7063修改加am/b0ard,C文件…706.3.2修改bord/ embedclub/smdk2440/5mdk2440.c文件64第三阶段:完善目标板夕设驱动…76641 Nand flash相关代码的修改..7664.2添加s(2)像烧写功能…7964.3修改 Nor flash写入功能的代644修改网络相关代码9364.5添加口 Xmodem传物协议(可不修改)93646添加CD显小功能96647添加D卡MMC)读取功能10165第四阶段:修正配置文件11865.1添加 CONFIG S3C2440条件定义11865.2修改量之 include/ configs/smdk2440a,h66重新编译并测试第7章UBO0T下添加自定义的命令13471MAN_LooP()与 ABORTBOOT(两数分析1347.11 main loop()的数分析:1357.1.2 abortboot/两数分析tinnddnd4灬13572U-BoOT卜添加主菜单界面命令MENU137第8章 U-BOOT下通过DNW实现 USB SLAVE下载功能4.81添加 USB SLAVE下载功能.…14382使用 WINDOWS下DNW测试 USB SLAVE下载功能14983在LNx下安装DNW实现 USB SLAVE下载功能151831 Linux下DNW源码下我1518.32编详DNW驱动和程序15183.3挂教 secbulk ko内孩模块.1518.34使iux下DNW完成下我…151第9章UBoD0T下载的源代码链接…上海嵌入式宗回-歇板商城嵌入式家园阙扯:ww.embedclub.com淘宝城网址http://embedclub,taobaocom/上海嵌入式家园-开发板商城贺工www.embedclub.com第章的概念与功能嵌入式 Linux软件结构与分布一般情况下嵌入式系统中的软件主要分为以下几部分:引导加载程序:其中包括内部中的固化启动代码和两部分。内部固化是厂家在芯片生产时候固化的,作用基本上是引导有的芯片比较复杂,比如在屮没有代码的时候有许多启动方式或以太网等等。而则很简单,只有和和文件系统。包括根文件系统和建立于内存设备之上的文件系统(等等)。它是提供管理系统的各种配置文件以及系统执行川户应用程序的良好运行环境及载体。应用程序。用户自定义的应用程序,存放于文件系统之中。在存储器中,他们的分布一般如:根文件系统其他文件系统参数区被挂载到根文件系统或者作为但是以上只是大部分情况下的分布,也有一些可能根文件系统是,被一起压缩到了内核映像甲,或老没有参数区,等等在嵌入式 Linux中 Bootloader的必要性内核的启动除了内核怏像必须在主存的适当位置,还必须具备一定的条件:R0=01.CPU寄存器的设置:R1= Machine id(即 Machine type number,定义在inux/arch/ arm/tools/ mach typesR2=内核启动参数在RM中起始基地址;2.CPU模式:必须禁止中断(IRQs和FIQs);CPU必须SVC模式M必须关闭3. Cache和MMU的设置:指令 Cache可以打开也可以关闭:数据 Cache必须关闭;上海嵌入式家园一开牧椒商城嵌入式家园阙扯:ww.embedclub.com淘宝城网址http://embedclub,taobaocom/上海嵌入式家园-开发板商城贺工www.embedclub.com但是在刚上电启动的时候,一般连内存掉制器都没有初始化过,根本无法在主存中运行程序,更不可能处在内核启动环境中。为了初始化及其他外设,使得内核可以在系统主存中运行,并让系统符合内核启动的必备条件,必须要一个先于内核运行的程序,他就是所谓的引导加载程序(而并不是才需要,而是几乎所有运行操作系统的设备都需要。我们的的就是的一部分(只是前期引导,后面一般还有外中的各种),对于来说,的功能和选择综上:所述是在操作系统内核启动之前运行的一段小程序。通过这段程序我们可以初始化硬件设备,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好止确的环境,最后从别处(、以太网、)载入内核映像到主存并跳到入口地址。由于需要直接操作硬件,所以它严重依赖于硬件,而且依据所引导的操作系统的不同,也有不同的选择。对于嵌入式世界中更是如此。就而言,如果是引导般选用韩国的公司设计的或者软件工程中心的,如果是引导,就选用。如果是开发构架下的,就可选用由和发布的。如果是要引导系统,可以选用同是公司开发的所以在嵌入式世界中建立一个通用的几乎是不可能的,而可能的是让一个代码支持多种不同的构架和操作系统,并让她有很好的可移植性。就是攴持多平台多操作系统的一个杰出代表。这也是的优势所在,因为如果在开发时熟悉了,再转到别的平台的时候,就可以很快地完成这个平台下的移植。而且的代码结构越来越合理,对于新功能的添加也十分容易次推荐阅读:嵌入式系统技术内幕上海嵌入式宗回-歇板商城嵌入式家园阙扯:ww.embedclub.com淘宝城网址http://embedclub,taobaocom/上海嵌入式家园-开发板商城贺工www.embedclub.com第章简介U-boot的起源是的简称,其含义是,是遵循条款的开放源码项目。最早德国软件工程中心的基于和的源码创建了工程项目,此后不断添加处理器的支持。而后,移植到平台上,创建了工程项日。最终,以工程和工程为基础,创建了工程年月日第一个版木发布,同时和停止维护而今作为一个主流、通用的,成功地被移植到包括等主流休系结构上的百种开发板,成为功能最多、灵活性最强,并且开发最积极的廾涼日前仍然由维护U-boot的开发情况和资源最早的版本号是由来表示的,从直发展到。之后便开始使用年份加月份的表示方法,从到现在的平均每个多月出一个新版本。每次代码的结构和定义都会有一些修和改进,其代码越来越规整,功能越来越强,但是移植的难度反而越来越小,需要修改的地方越来越少不仅有主线版本,在的代码仓库中还有各个构架的分支版本些分支会在一定的时候将修改汇入主线。下面总结一下关丁源代码的网络资源官方链接德国软件工程屮心主页官方主页注意其中的邮件列表链接官方源码下载官方代码仓库针对的修改于机的源码上海嵌入式宗回-歇板商城嵌入式家园阙扯:ww.embedclub.com淘宝城网址http://embedclub,taobaocom/上海嵌入式家园-开发板商城贺工www.embedclub.com的源码(针对源码(针对上海嵌入式宗回-歇板商城嵌入式家园阙扯:ww.embedclub.com淘宝城网址http://embedclub,taobaocom/上海嵌入式家园-开发板商城贺工www.embedclub.com第章开发环境搭建交叉编译工具链的安装编译公A的时候,必须使用交叉编译工具链。你可以使用友善之臂提供的交叉编译工具(版本),也可以使用或自己编译一个。至于如何用工具自己编译交叉编译工具链,请看的博客的相关文章:用建立—交叉编译环境建立交叉编译环境(以()为例)在编译好交叉编译工具链后,要在环境变量的中添加编译工具的路径(也就是所在的路径),这样在编译时系统才找得到编译器的命令。在下的修改方法如下:在最后加上:交叉编译工具的路径网路服务的设置在使用的时候常常会用到宿主机的和这两种网络服务,所以最好在开发前设置好。下面以下使用安装为例,简单介绍一下安装配置过程:安装配置服务安装酣置服务的大致步骤如下:()安装和程序()修改配置文件()根据配置文件的跻径,建立日录,并修改日录权限;()重启服务()本地传输测试。以下是一个安装和配置主要步骤的脚本,大家参考:你想要的目录路径上海嵌入式宗回-歇板商城嵌入式家园阙扯:ww.embedclub.com淘宝城网址http://embedclub,taobaocom/上海嵌入式家园-开发板商城贺工www.embedclub.com你想要的日录路径建立目录,并修改目录权限:重启安装配置服务安装配置服务的大致步骤如下:()安装内核服务;()重新配置服务,修改和配置文件,重启服务()修改服务的配置文件添加服务∏录和配置,重新导入配置()重启服务,并检查可挂载的日录()在本地挂载测试以下是一个安装和配置主要步骤的脚本,大家参考:上海嵌入式宗回-歇板商城嵌入式家园阙扯:ww.embedclub.com淘宝城网址http://embedclub,taobaocom/上海嵌入式家园-开发板商城贺工www.embedclub.com对选特别要注意上面的的形式,以前是形如,现在是掩码为数的形式。用旧的格式可能会出问题具体的说明建议看册:串口终端程序的安装配置在使用的时候,必然会用到串口与开发板进行通信,所以串口终端程序必不可少。下面简单介绍下常用的牛凵终端:和的安装配置(以下使川安装为例)。的安装配置(推荐安装)在下是通过串口传输文件到开发板,就属比较好用上海嵌入式宗回-歇板商城嵌入式家园阙扯:ww.embedclub.com淘宝城网址http://embedclub,taobaocom/
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