智能倉儲堆垛叉車自動轉向系統(tǒng)的設計與優(yōu)化.pdf

1、自動轉向控制技術是控制系統(tǒng)根據上位機發(fā)送的控制指令，控制轉向執(zhí)行機構驅動轉向輪實現目標轉向角度，從而對轉向過程實現自動化的控制。自動轉向控制技術作為自動導航車輛實現智能化的關鍵技術之一，其執(zhí)行效果的好壞直接決定了自動導航車輛工作的精準性和穩(wěn)定性等。本文以電動小車作為自動轉向的實驗平臺，設計了一套能夠適用于智能倉儲堆垛叉車的自動轉向系統(tǒng)。本文的主要研究內容有如下幾個方面：
　　1）通過對國內外自動轉向系統(tǒng)的研究現狀的對比分析，同時結

2、合智能倉儲堆垛叉車自身的特點，提出了一套以電機控制為主的設計方案。以STC89C52RC單片機為控制系統(tǒng)的核心，以帶死區(qū)的PD控制算法為轉向系統(tǒng)的核心控制算法，在盡量不改變電動小車原有轉向機構的原則下，以步進電機作為轉向系統(tǒng)的驅動電機，通過設計同步帶和同步輪的傳遞機構將轉向驅動電機的轉矩傳遞至電動小車轉向軸從而驅動電動小車轉向前輪實現相應的轉向動作。與此同時,在電動小車轉向前輪與前橋連接處安裝絕對值型編碼器用來測量轉向前輪的實時轉向角度

3、，從而實現對轉向驅動電機的閉環(huán)控制，最終實現對電動小車轉向過程自動化的控制。
　　2）針對所提出的執(zhí)行機構的設計方案進行了相關的研究與設計工作，主要包括步進電機的選型、同步帶傳動的設計與計算等，并根據電動小車轉向系統(tǒng)的結構特點對轉向執(zhí)行機構與編碼器進行了安裝與固定。
　　3）依據所設計的轉向執(zhí)行機構對自動轉向控制系統(tǒng)的硬件控制電路進行了設計，主要包括主控單片機的最小系統(tǒng)、步進電機驅動模塊、液晶顯示模塊、角位移傳感器上拉電路等

4、。在轉向控制系統(tǒng)硬件電路的基礎上進行了轉向控制系統(tǒng)的軟件設計，主要包括角位移信號采集及處理程序、步進電機驅動程序、串口通信程序和PD控制算法程序等。
　　4）針對自動轉向控制系統(tǒng)的設計，在設計過程中進行了一些相應的驗證性試驗，試驗內容主要包括角位移傳感器標定試驗、步進電機性能測試試驗以及PD控制算法系數整定試驗。最后，為了驗證所設計完成的自動轉向系統(tǒng)是否達到響應速度快、控制精度高、穩(wěn)定性強等設計要求，針對智能倉儲堆垛叉車在直線行駛