申请/专利权人：上海应用技术大学

申请日：2020-12-17

公开（公告）日：2023-01-24

公开（公告）号：CN112666822B

主分类号：G05B11/42

分类号：G05B11/42

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.01.24#授权;2021.05.04#实质审查的生效;2021.04.16#公开

摘要：本发明公开了一种基于分数阶的重载AGV速度控制方法，对重载AGV的舵轮进行控制，使得重载AGV在运行过程中，启动或减速的时候更快且平稳。采用混合型闭环的分数阶PID控制，内环主要通过电机的转速和脚轮偏转的角度的反馈进行控制，外环对AGV整体的实际行驶速度的反馈进行控制。由于分数阶控制比传统的控制多两个可调参数，即积分阶次和微分阶次，所以使得该控制器在控制受控对象时更加的灵活，提高控制性能，同时也提高重载AGV在工作时的安全性。

主权项：1.一种基于分数阶的重载AGV速度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对AGV进行建模，将全局地图坐标系设为XOY，重载AGV车体的坐标系为xoy，坐标原点o为车体中心，y轴方向为车体前进方向，以便更好地分析AGV运动情况；步骤2：假设重载AGV是一个刚体，重心高度H，宽度2L，质量m，刚体以速度v向右运动，受到的摩擦力f向左用以减速，对AGV刚体平面运动进行受力分析，考虑倾倒的临界状态；步骤3：AGV重心高度H，万向轮支撑点离重心横向距离L1，驱动轮支撑点离重心横向距离L2，刚体以速度v向右运动，受到方向向左的摩擦力f，对带有万向轮与驱动轮的情况进行分析；步骤4：将AGV看成一个刚体，重心高度H，宽度2L，质量m，此时主要分析刚体处于倾倒临界和发生倾倒两个状态以及转弯过程中的状态，对此状态下的AGV受力分析；步骤5：根据步骤1-4所述步骤，设计重载AGV的控制策略，核心在于采用分数阶PIλDμ对AGV整体的实际行驶速度的反馈进行控制，在重载AGV工作中，在经过弯道或是侧移路段时，行车速度要低于0.2ms，加减速度不能大于0.1ms2，旋转角速度不能大于0.5°s2，旋转中心为车体的中心为基点；步骤5中，具体包括以下步骤：步骤51：控制器的内环为舵机转速的反馈，其中包含舵机对应电机转速的PIλ反馈和脚轮单元偏转角度的PDμ反馈，采用PV和PAI加权的方式将两部分结合起来，eξ、ev，和eA分别表示AGV车体的实际速度与给定速度的偏差、驱动电机实际转速与给定转速的偏差、脚轮单元的实际偏转角与给定偏转角的偏差；步骤52：将采集到的电机转速和脚轮单元偏转的角度与给定的速度和角度进行比较，将偏差值eξ、ev分别传输到转速PIλ单元和偏转角度PDμ单元，经过控制器运算后将信号输出至执行单元，舵机的速度反馈表达式为：uVt＝pVkPVeVt+kIVD-λeVt+RdpAIkPAIeAt+kDAIDueAt21其中，kPV、kIV和λ为PIλ反馈对应的参数，kPAI、kDAI和μ为PDμ反馈对应的参数；步骤53：外环则采用pIλDμ对AGV整体的实际行驶速度的反馈进行控制，即将采集到的AGV实际行驶速度和内环输出的信号传入到PIλDμ控制单元与给定的数值进行比较，再将PIλDμ控制单元处理后的信号传输至内环，通过运动学逆解，调节偏转角和运动速度，车体速度反馈的表达式为： 其中，λ和μ表示AGV车体速度的PID反馈对应的参数；步骤54：对于分数阶控制器中的各项参数整定，根据频域设计理论，选择合适的截止频率ωc和相位裕度使传递函数的相位和幅值满足以下设计准则：1控制系统开环传递函数截止频率ωc处相角特性为： 2控制系统开环传递函数在ωc处的幅值特性为：|Gjωc|dB＝|Cjωc||Pjωc|dB＝0243控制系统增益鲁棒性条件：系统开环传递函数相位满足下列关系式： 4在穿越频率ωp处满足以下条件：Arg[CjωpPjωp]＝-π26|CjωpPjωp|＝1Mg27其中，Mg为幅值裕量；步骤55：结合步骤54所述4个设计准则，联立方程组23-27可以求出PIλDμ控制器所需要整定的5个参数，计算方法采用图解法。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 上海应用技术大学 一种基于分数阶的重载AGV速度控制方法

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