[发明专利]一种基于PID控制的背负型AGV两轮同步方法

说明书

技术领域

本发明应用于自动导航车控制领域，涉及一种适用于两轮驱动的自动导航车的两轮同步方法。

背景技术

AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引小车)是现在自动仓储技术发展的趋势，是生产物流自动化先进性的一个重要体现，它具有柔性运输、高效运输、节能环保、安全可靠等功能，并且可以改善工作环境，大幅度节约劳动力成本，对提高生产自动化和生产效率有着重要的意义。

AGV车型可按运载类别、承载质量、驱动型式、导引方式、移载方式分类。比如按导引方式分类有：磁导引，激光导引，超声导引，光反射检测，惯性导航，图像识别与坐标识别等；按移载方式分类有：侧辊式，牵引式，跨鞍式，双侧推挽式，平衡式，双侧叉式，三向叉式，低叉式，双举升式，龙门式，背负式等。

AGV小车主要由车体系统、车载控制系统、动力装置及安全与辅助系统组成。车体系统是AGV的硬件构成，车载控制系统控制AGV的动作执行和导航，动力装置是AGV的运行动力来源。安全与辅助装置提供避障措施，保证AGV的安全和可靠性。

双驱动背负式AGV配备磁地标，可以进行站点停靠，非常适合在空间不宽裕的场合使用，也适用于特定的场合，如:电子厂或电子厂波峰焊流水线运送模板。AGV车载控制系统的主要作用是使驱动单元控制同步。驱动单元同步控制可实现AGV运行过程中保持平衡，具有适应地形变化能力强，移动轨迹灵活易变的特点，并保证驱动功率较小，为电池长时间供电提供了可能，有效地提高物流系统运行的可靠性和运行成本，故AGV中保证两个驱动单元同步的控制器设计尤为关键。

发明内容

为了克服现有双驱动背负式AGV实现的跟踪同步性较差的不足，本发明提供了一种基于PID控制的背负型AGV两轮同步方法，通过调节两个驱动轮的速度与角度姿态，获取两轮速度差与角度姿态差来调整驱动模块的姿态，从而实现跟踪同步。

为了解决上述技术问题本发明采用的技术方案如下：

一种基于PID控制的背负型AGV两轮同步方法，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分别指第一个轮的位置与转向角；p2，θ2分别指第二个轮的位置与转向角；

2)、定义驱动单元的线速度偏差e_{p_v}和角速度偏差e_{θ_v}为

其中，e_{p1_v}和e_{p2_v}分别为第一个和第二个驱动单元线速度偏差，e_{θ1_v}和e_{θ2_v}分别为第一个和第二个驱动单元角速度偏差；v_{p1_d}，v_{p2_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，v_{θ1_d}，v_{θ2_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；v_p1，v_p2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；v_θ1，v_θ2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v_p1，v_p2，v_θ1，v_θ2分别由步骤1)中得到的驱动单元位置p1，p2和各自运动的转向角度θ1，θ2采用差分法得到；v_{p1_d}，v_{p2_d}，v_{θ1_d}，v_{θ2_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e_{p_v}与角速度偏差e_{θ_v}，通过改进的PID控制器确定本地控制率u_v1(k)，u_θ1(k)，u_v2(k)，u_θ2(k)，即定义如下：

e_{v_t}＝v_p1-v_p2(2)

e_{θ_t}＝v_θ1-v_θ2

本地控制率u_v1(k)，u_θ1(k)，u_v2(k)，u_θ2(k)的取值如下：