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随着生产自动化水平的提高和物流技术的发展,制造业传统的生产方式发生了重大变革,生产车间物流运输的自动化、柔性和效率要求不断提高,自动导引小车在这个趋势下快速发展起来。自动导引小车(automatic guided vehicle,英文缩写AGV)应用了现代机械、电子、自动控制、传感器、计算机等领域的先进技术,是一种十分具有前景的物流运输设备,是轮式移动机器人的一个分支和重要应用领域。AGV在自动化生产车间和柔性制造系统应用广泛,通过构建快捷、高效的物流系统,使生产自动化程度和劳动生产效率得到极大的提高。近年来,国内外对AGV的研究和应用越来越广泛,对AGV的研究具有重要的理论和现实意义,设计出成本低、性能好的AGV对于提高现代生产效率具有重要意义。 在广泛阅读参考文献的基础上,论文介绍了自动引导小车在国内外的发展现状和应用情况,对各种类型的自动导引小车应用进行了比较,根据实验室的实际条件设计出两轮差速式电磁导引AGV方案,用Solidworks建立AGV各部分的三维实体模型并进行装配,在ANSYS中对车体结构关键零部件进行了有限元分析计算,通过AutoCAD完成加工图纸,并加工制作出AGV实验样机模型。 针对设计加工出的自动引导小车实验模型进行了运动学分析,并以此为基础得到自动引导小车运动的数学模型,分析了AGV的运动特性和控制特性,对控制系统稳定性进行了改善,建立了AGV路径跟踪与定位的数学建模,设计了路径跟踪算法,并应用Matlab软件进行了路径跟踪与定位的仿真分析。 最后设计并搭建了自动引导小车运动控制实验平台,搭建了以计算机作为控制中心,以PCI板卡和传感器采集的信号作为闭环反馈的测控系统,设计了实验中所应用的各软硬件模块,包括转速信号采集模块、电磁信号采集模块、驱动模块、避障检测模块、失控报警模块、手动控制模块等,对各模块进行了硬件设计、开发,设计了驱动以及信号处理电路板,应用Visual C++6.0编写了控制程序和人机交互控制界面,并对AGV进行实际运行测试,完成了自动引导小车运动控制和路径跟踪实验,实验结果表明AGV能够稳定地沿着期望路径行走,能够实现对期望路径的跟踪。