分布式多機(jī)器人技術(shù)在液壓船臺(tái)小車(chē)系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、在中國(guó),隨著造船工業(yè)的迅猛發(fā)展,由于技術(shù)落后,造船設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足造船業(yè)的要求.其中在造船過(guò)程中一種專(zhuān)門(mén)用于平地移動(dòng)船體的造船設(shè)備——液壓船臺(tái)小車(chē)的各項(xiàng)性能對(duì)造船業(yè)效率、造船工藝水平以及安全性起到了至關(guān)重要的作用,多個(gè)船臺(tái)小車(chē)形成的分布式多機(jī)器人系統(tǒng)的智能化程度直接關(guān)系到船體的焊接精度和效率.但是國(guó)內(nèi)船臺(tái)小車(chē)各項(xiàng)功能存在缺陷,柔性化程度與自動(dòng)化程度很低導(dǎo)致工人勞動(dòng)工作量大、操作復(fù)雜,最終導(dǎo)致移船效率極低.雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于分布式多機(jī)器人

2、系統(tǒng)的研究很多,但用于船臺(tái)小車(chē)系統(tǒng)的研究幾乎沒(méi)有.分布式人工智、Agent、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)以及PLC控制系統(tǒng)等理論的發(fā)展為我們研制船臺(tái)小車(chē)系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ).該文就是針對(duì)中國(guó)液壓船臺(tái)小車(chē)存在的問(wèn)題——柔性化程度和自動(dòng)化程度低,把現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、可編程控制以及PLC集散控制原理用于分布式多機(jī)器人系統(tǒng)(即船臺(tái)小車(chē)系統(tǒng))的設(shè)計(jì),提出了一個(gè)基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的PLC集散控制系統(tǒng)的總體方案,將其分為負(fù)載控制單元、小車(chē)運(yùn)動(dòng)控制單元以及小車(chē)的定位控制單元三

3、部分加以解決.為了解決船臺(tái)小車(chē)系統(tǒng)控制自動(dòng)化和智能化程度不高的缺點(diǎn),還提出一種基于多Agent的智能船臺(tái)小車(chē)進(jìn)化控制系統(tǒng)的構(gòu)想,并設(shè)計(jì)出其硬件結(jié)構(gòu).該文主要分為幾個(gè)主要部分:1、負(fù)載控制單元:為了解決在船臺(tái)小車(chē)移動(dòng)過(guò)程中由于地面的不平造成負(fù)載的變化和轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致船臺(tái)小車(chē)的油壓的變化和轉(zhuǎn)移,造成移船時(shí)的超壓、失壓的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種配以壓力傳感器的液壓控制系統(tǒng),通過(guò)傳感器檢測(cè)船臺(tái)小車(chē)所分擔(dān)承受的壓力值的大小,控制油泵輸油來(lái)調(diào)節(jié)上油頂升的高度來(lái)

4、解決船臺(tái)小車(chē)的負(fù)載均衡問(wèn)題.2、小車(chē)的運(yùn)動(dòng)控制單元:為了提高船臺(tái)小車(chē)的柔性化程度,通過(guò)由控制計(jì)算機(jī)、可編程序控制器對(duì)小車(chē)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制,使得船臺(tái)小車(chē)能在工作場(chǎng)地的二維平面中任意運(yùn)動(dòng),而且可以使多臺(tái)船臺(tái)小車(chē)同步運(yùn)動(dòng),使其可以在場(chǎng)地內(nèi)按照實(shí)際工作的需要,按照操作人員規(guī)定的軌跡路線(xiàn)行進(jìn).3、定位控制單元:為了解決由于小車(chē)輪子打滑以及在工作場(chǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)的任意運(yùn)動(dòng)所造成的位置定位困難,提高船體對(duì)接的精度,采用視覺(jué)系統(tǒng)全局定位、指南機(jī)構(gòu)及光電編碼器方

5、位定位、超聲波測(cè)距定位等方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)工作場(chǎng)地中船臺(tái)小車(chē)的位置定位,能得到工作中的船臺(tái)小車(chē)的位置坐標(biāo),使得船臺(tái)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)處于操作人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控之下.4、傳感系統(tǒng)的選擇:選擇了方案設(shè)計(jì)中用到的各種傳感器的類(lèi)型、型號(hào),完成了PIC的選型,完成了基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的控制系統(tǒng),給出了負(fù)載控制、運(yùn)動(dòng)控制、定位控制這三個(gè)控制單元中的PLC控制部分.5、基于多Agent的智能船臺(tái)小車(chē)進(jìn)化控制系統(tǒng):利用分布式人工智能(DAI)中的重要理論——Agent理