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单舵轮AGV路径跟踪控制方法的研究

许万 罗西 王琪 李炯

许万, 罗西, 王琪, 李炯. 单舵轮AGV路径跟踪控制方法的研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(10): 1526-1534. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190021
引用本文: 许万, 罗西, 王琪, 李炯. 单舵轮AGV路径跟踪控制方法的研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(10): 1526-1534. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190021
Xu Wan, Luo Xi, Wang Qi, Li Jiong. Exploring Single Steering Wheel AGV Path Tracking Controller[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(10): 1526-1534. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190021
Citation: Xu Wan, Luo Xi, Wang Qi, Li Jiong. Exploring Single Steering Wheel AGV Path Tracking Controller[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(10): 1526-1534. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190021

单舵轮AGV路径跟踪控制方法的研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190021
基金项目: 

绿色工业科技引领计划项目 CPYF2018007

国家自然科学基金项目 51405144

详细信息
    作者简介:

    许万(1979-), 教授, 硕士生导师, 博士, 研究方向为移动机器人、多轴运动控制, xuwan@mail.hbut.edu.cn

  • 中图分类号: TP242

Exploring Single Steering Wheel AGV Path Tracking Controller

  • 摘要: 针对单舵轮AGV路径跟踪问题,建立了其运动学模型和位姿误差模型,以位姿误差和前馈控制作为输入,以舵轮速度和舵轮偏转角作为输出,设计了单舵轮AGV的路径跟踪控制器。考虑到参考路径在直线与标准圆弧过渡处的曲率突变对单舵轮AGV路径跟踪精度和平稳性的影响,设计了一种基于连续曲率曲线的局部路径规划方法,并应用于路径跟踪控制器中。通过仿真和样机实验,单舵轮AGV在稳定状态左右摆差可达,验证了该控制方法的有效性和可行性。
  • 图  1  单舵轮AGV运动学模型示意图

    图  2  局部坐标系下的位姿跟随误差示意图

    图  3  路径跟踪控制器结构框图

    图  4  基于连续曲率曲线的局部路径规划示意图

    图  5  曲线示意图

    图  6  基于连续曲率曲线的局部路径规划仿真图

    图  7  单舵轮AGV路径跟踪控制方法结构框图

    图  8  仿真结果图

    图  9  控制参数的敏感性分析图

    图  10  控制系统示意图

    图  11  单舵轮AGV示意图

    图  12  单舵轮AGV实验结果图

    表  1  控制参数的敏感性分析表

    参数 数值 调整幅度 最大跟随位姿误差
    e1/m e2/m e3/rad
    2.25 -10% -0.2403 -0.5 1.0032
    k1 2.5 0 -0.2463 -0.5 1.0113
    2.75 10% -0.2514 -0.5 1.0183
    21.6 -10% -0.2379 -0.5 0.9511
    k2 24 0 -0.2463 -0.5 1.0113
    26.4 10% -0.2536 -0.5 1.0681
    1.8 -10% -0.2516 -0.5 1.0670
    k3 2 0 -0.2463 -0.5 1.0113
    2.2 10% -0.2411 -0.5 0.9511
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    表  2  单舵轮AGV车体参数

    参数名 参数变量 参数值
    舵轮横向偏移距 d 0.272 m
    AGV前后轮轴心线间距 L 1.378 m
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2018-10-25
  • 刊出日期:  2019-10-05

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