智能倉儲(chǔ)堆垛叉車自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制技術(shù)是控制系統(tǒng)根據(jù)上位機(jī)發(fā)送的控制指令，控制轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪實(shí)現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)向角度，從而對(duì)轉(zhuǎn)向過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制。自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制技術(shù)作為自動(dòng)導(dǎo)航車輛實(shí)現(xiàn)智能化的關(guān)鍵技術(shù)之一，其執(zhí)行效果的好壞直接決定了自動(dòng)導(dǎo)航車輛工作的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性等。本文以電動(dòng)小車作為自動(dòng)轉(zhuǎn)向的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一套能夠適用于智能倉儲(chǔ)堆垛叉車的自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本文的主要研究內(nèi)容有如下幾個(gè)方面：
　　1）通過對(duì)國內(nèi)外自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀的對(duì)比分析，同時(shí)結(jié)

2、合智能倉儲(chǔ)堆垛叉車自身的特點(diǎn)，提出了一套以電機(jī)控制為主的設(shè)計(jì)方案。以STC89C52RC單片機(jī)為控制系統(tǒng)的核心，以帶死區(qū)的PD控制算法為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的核心控制算法，在盡量不改變電動(dòng)小車原有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的原則下，以步進(jìn)電機(jī)作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過設(shè)計(jì)同步帶和同步輪的傳遞機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞至電動(dòng)小車轉(zhuǎn)向軸從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)小車轉(zhuǎn)向前輪實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。與此同時(shí),在電動(dòng)小車轉(zhuǎn)向前輪與前橋連接處安裝絕對(duì)值型編碼器用來測量轉(zhuǎn)向前輪的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)向角度

3、，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的閉環(huán)控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)小車轉(zhuǎn)向過程自動(dòng)化的控制。
　　2）針對(duì)所提出的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了相關(guān)的研究與設(shè)計(jì)工作，主要包括步進(jìn)電機(jī)的選型、同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算等，并根據(jù)電動(dòng)小車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)與編碼器進(jìn)行了安裝與固定。
　　3）依據(jù)所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的硬件控制電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要包括主控單片機(jī)的最小系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、液晶顯示模塊、角位移傳感器上拉電路等

4、。在轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)硬件電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行了轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，主要包括角位移信號(hào)采集及處理程序、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序、串口通信程序和PD控制算法程序等。
　　4）針對(duì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行了一些相應(yīng)的驗(yàn)證性試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容主要包括角位移傳感器標(biāo)定試驗(yàn)、步進(jìn)電機(jī)性能測試試驗(yàn)以及PD控制算法系數(shù)整定試驗(yàn)。最后，為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)完成的自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是否達(dá)到響應(yīng)速度快、控制精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等設(shè)計(jì)要求，針對(duì)智能倉儲(chǔ)堆垛叉車在直線行駛