[发明专利]一种基于PID控制的背负型AGV两轮同步方法有效

专利信息
申请号: 201510488848.8 申请日: 2015-08-11
公开(公告)号: CN105068543B 公开(公告)日: 2017-07-28
发明(设计)人: 张文安;王瑶为;邢科新;刘安东 申请(专利权)人: 浙江工业大学
主分类号: G05D1/08 分类号: G05D1/08
代理公司: 杭州斯可睿专利事务所有限公司33241 代理人: 王利强
地址: 310014 浙江省杭州市*** 国省代码: 浙江;33
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 基于 pid 控制 背负 agv 同步 方法
【权利要求书】:

1.一种基于PID控制的背负型AGV两轮同步方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:

1)、以T为采样周期,通过驱动单元行走编码器分别获取驱动单元的位置p1,p2和各自运动的转向角度θ1,θ2,其中p1,θ1分别指第一个驱动单元的位置与转向角;p2,θ2分别指第二个驱动单元的位置与转向角;

2)、定义驱动单元的线速度偏差ep_v和角速度偏差eθ_v

<mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>e</mi><mrow><mi>p</mi><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfenced open = "[" close = "]"><mtable><mtr><mtd><msub><mi>e</mi><mrow><mi>p</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>e</mi><mrow><mi>p</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mfenced open = "[" close = "]"><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>v</mi><mrow><mi>p</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>d</mi></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mrow><mi>p</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>p</mi><mrow><mi>p</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>d</mi></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mrow><mi>p</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfenced open = "[" close = "]"><mtable><mtr><mtd><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mfenced open = "[" close = "]"><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>v</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>d</mi></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>v</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>d</mi></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo></mrow></mtd></mtr></mtable><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>

其中,ep1_v和ep2_v分别为第一个和第二个驱动单元线速度偏差,eθ1_v和eθ2_v分别为第一个和第二个驱动单元角速度偏差;vp1_d,vp2_d分别为第一个驱动单元与第二个驱动单元的输入期望线速度,vθ1_d,vθ2_d分别为第一个驱动单元与第二个驱动单元的期望角速度信号;vp1,vp2分别为第一个驱动单元与第二个驱动单元的实时输出线速度;vθ1,vθ2分别为第一个驱动单元与第二个驱动单元的实时角速度信号,且vp1,vp2,vθ1,vθ2分别由步骤1)中得到的第一个驱动单元的位置p1,第二个驱动单元的p2和各自运动的转向角度θ1,θ2采用差分法得到;vp1_d,vp2_d,vθ1_d,vθ2_d输入期望值是根据系统性能要求预先设定的;

3)、根据驱动单元的线速度偏差ep_v与角速度偏差eθ_v,通过改进的PID控制器确定本地控制率uv1(k),uθ1(k),uv2(k),uθ2(k),即定义如下:

<mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>e</mi><mrow><mi>v</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>v</mi><mrow><mi>p</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mrow><mi>p</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>v</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mrow></mtd></mtr></mtable><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>

本地控制率uv1(k),uθ1(k),uv2(k),uθ2(k)的取值如下:

<mfenced open = "" close = ""><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>u</mi><mrow><mi>v</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>K</mi><mrow><mi>p</mi><mn>1</mn></mrow></msub><msub><mi>e</mi><mrow><mi>p</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>K</mi><mrow><mi>l</mi><mn>1</mn></mrow></msub><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mi>k</mi></munderover><msub><mi>e</mi><mrow><mi>p</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>K</mi><mrow><mi>d</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>p</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo><mo>-</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>p</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mrow><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>K</mi><mrow><mi>p</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><msub><mi>e</mi><mrow><mi>v</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>K</mi><mrow><mi>l</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mi>k</mi></munderover><msub><mi>e</mi><mrow><mi>v</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>K</mi><mrow><mi>d</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>v</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo><mo>-</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>v</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mrow><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced>

<mfenced open = "" close = ""><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>u</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msubsup><mi>K</mi><mrow><mi>p</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msubsup><mi>K</mi><mrow><mi>l</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mi>k</mi></munderover><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msubsup><mi>K</mi><mrow><mi>d</mi><mn>1</mn></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo><mo>-</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>1</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mrow><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msubsup><mi>K</mi><mrow><mi>p</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msubsup><mi>K</mi><mrow><mi>l</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mi>k</mi></munderover><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msubsup><mi>K</mi><mrow><mi>d</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo><mo>-</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mo>_</mo><mi>t</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mrow><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced>

<mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>u</mi><mrow><mi>v</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>K</mi><mrow><mi>p</mi><mn>2</mn></mrow></msub><msub><mi>e</mi><mrow><mi>p</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>K</mi><mrow><mi>l</mi><mn>2</mn></mrow></msub><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mi>k</mi></munderover><msub><mi>e</mi><mrow><mi>p</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>K</mi><mrow><mi>d</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>p</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo><mo>-</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>p</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mrow><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>u</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msubsup><mi>K</mi><mrow><mi>p</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msubsup><mi>K</mi><mrow><mi>l</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mi>k</mi></munderover><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>j</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msubsup><mi>K</mi><mrow><mi>d</mi><mn>2</mn></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo><mo>-</mo><msub><mi>e</mi><mrow><mi>&theta;</mi><mn>2</mn><mo>_</mo><mi>v</mi></mrow></msub><mo>(</mo><mrow><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>

其中Kp1,Kl1,Kd1,Kp_t,Kl_t,Kd_t,K'p1,K′l1,K'd1,K'p_t,K′l_t,K'd_t,Kp2,Kl2,Kd2,K'p2,K′l2,K'd2为给定的系统系数;ep1_v(k)和ep2_v(k)分别为当前时刻第一个和第二个驱动单元线速度偏差,eθ1_v(k)和eθ2_v(k)分别为当前时刻第一个和第二个驱动单元角速度偏差,ev_t(k)为当前时刻第一个和第二个驱动单元实时线速度的偏差,eθ_t(k)为当前时刻第一个和第二个驱动单元实时角速度的偏差。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于浙江工业大学,未经浙江工业大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201510488848.8/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top