[发明专利]一种AGV四舵轮同步控制算法

说明书

本发明涉及AGV控制技术领域，尤其涉及一种AGV四舵轮同步控制算法，本发明首先采集和纠正AGV车四舵轮在运行中的偏移数据，保存AGV车四舵轮的状态，第二步，二次型性能指标最优控制的突出特点是其线性的控制规律,即其反馈控制作用可以做到与系统状态的变化成比,易于构成闭环最优控制,便于工程实现设置线性调节器，在本算法中，其中，设置系统终端控制时刻t_f→∞；第三步，自动导向AGV车的调速机构的调速范围最优控制是存在且唯一的数值，通过计算唯一的数值用于AGV车的四舵精确控制。本发明通过采用二次型性能指标进行最优控制器设计，能找到四舵控制的最优控制数值，以达到AGV车的四舵平衡。

技术领域

本发明涉及AGV控制技术领域，特别涉及一种AGV四舵轮同步控制算法。

背景技术

AGV又名无人搬运车，自动导航车，激光导航车。其显著特点的是无人驾驶，AGV上装备有自动导向系统，可以保障系统在不需要人工引航的情况下就能够沿预定的路线自动行驶，将货物或物料自动从起始点运送到目的地。AGV的另一个特点是柔性好，自动化程度高和智能化水平高，AGV的行驶路径可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变，并且运行路径改变的费用与传统的输送带和刚性的传送线相比非常低廉。AGV一般配备有装卸机构，可以与其他物流设备自动接口，实现货物和物料装卸与搬运全过程自动化。此外，AGV还具有清洁生产的特点，AGV依靠自带的蓄电池提供动力，运行过程中无噪声、无污染，可以应用在许多要求工作环境清洁的场所。

目前AGV的四舵轮的控制均采用PID算法进行控制，但是基于PID的算法控制相对机械简单，对于目前现代化的控制要求，以及更高的功能需求，四舵轮的控制也需要采用新的控制算法。

发明内容

本发明针对提出了一种AGV四舵轮同步控制算法，包括以下步骤：

首先采集和纠正AGV车四舵轮在运行中的偏移数据，保存AGV车四舵轮的状态，具体如式(1)：

式中：

输出方程为：y＝Cx+DΔT，式中，C＝(01)，D＝(0)，其中a＝1.165,b＝0.2342；

进一步，二次型性能指标最优控制的突出特点是其线性的控制规律,即其反馈控制作用可以做到与系统状态的变化成比,易于构成闭环最优控制,便于工程实现设置线性调节器，在本算法中，其中，设置系统终端控制时刻t_f→∞；

终端加权矩阵Q₀(t)取零,最优控制器设计采用的性能指标函数表达式如式(2)所示：

式中,Q₁(t)状态加权矩阵,为n×n维半正定矩阵；Q₂(t)一控制加权矩阵,为r×r维正定矩阵；Q₀(t)一终端加权矩阵,为n×n维半正定矩阵。在工程实际中,Q₁(t)Q₂(t)是对称矩阵且常取对称角。

其中，性能指标函数由两部分组成，如式(3)和式(4)所示；

J1表示在调节过程中,偏离平衡状态的误差平方积分为最小；

J2是对控制能量进行限制,以防止控制作用进入饱和工作区。自动导向的AGV小车的调速机构的调速范围是有限的,相应的输入电压存在一定的有效工作范围。

进一步，自动导向AGV车车的调速机构的调速范围最优控制是存在且唯一的，如式(5)：

式中,P为n×n维正定常数矩阵,满足黎卡提矩阵代数方程如式(6):