【技术实现步骤摘要】
一种基于双PID控制的AGV小车的路径纠偏方法
本专利技术涉及自动导航领域,具体涉及一种基于双PID控制的AGV小车的路径纠偏方法。
技术介绍
自动导引小车(AGV)系统目前主要应用于仓储物流运输,工业现场存储区与生产区域的柔性工位物料连接,早期的AGV只是应用于车间的杂货运输,目前AGV被广泛应用于各行各业,包括非工业生产环境也在积极使用AGV来替代减少人工工作,包括邮件邮报运输,办公室内部包裹、信息等的递送,医院送餐送洗衣物等方面。AGV通常是采用磁导引和视觉导引等单一的可连续型纠偏的轨道引导方式,由于单一的惯性导航系统会随着时间累积导航误差,因此惯性导航需要结合其他诸如射频识别和二维码等室内定位技术。目前的纠偏主流还是使用PID进行,参见图1可知,现有技术中的PID控制器(比例-积分-微分控制器),由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。透过Kp,Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本上线性,且动态特性不随时间变化的系统。PID控制器的比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)分别对应目前误差、过去累计误差及未来误差,若是不知道受控系统的特性,一般认为PID控制器是最适用的控制器,借由调整PID控制器的三个参数,可以调整控制系统,设法满足设计需求,控制器的响应可以用控制器对误差的反应快慢、控制器过冲的程度及系统震荡的程度来表示。不过,使用PID控制器不一定保证可达到系统的最佳控制,也不保证系统稳定性。公开号为CN105180930A的专利提供了一种AGV惯性导航系统,它包括陀螺仪、磁钉、编码器、磁传感器、数据处理单元和 ...
【技术保护点】
1.一种基于双PID控制的AGV小车的路径纠偏方法,其特征在于:所述纠偏方法包括直线行驶部分和转弯行驶部分的纠偏方法;所述小车配置有惯性导航元件和辅助定位设备,并限定其转弯行驶部分的行驶轨迹的拐角均为90度的折线,惯性导航元件能提供小车行驶时的实时行驶参数,通过结合运行时间能够推算出小车的实际坐标和姿态角;由于惯性导航随时间累积会有一定的漂移,需要辅助定位设备校正,辅助定位设备间隔一定的时间提供校正参数,校正后能得到更加准确的所述小车的实际坐标和姿态角;在AGV小车进行行驶时,其双PID控制器总表达式为:
【技术特征摘要】
1.一种基于双PID控制的AGV小车的路径纠偏方法,其特征在于:所述纠偏方法包括直线行驶部分和转弯行驶部分的纠偏方法;所述小车配置有惯性导航元件和辅助定位设备,并限定其转弯行驶部分的行驶轨迹的拐角均为90度的折线,惯性导航元件能提供小车行驶时的实时行驶参数,通过结合运行时间能够推算出小车的实际坐标和姿态角;由于惯性导航随时间累积会有一定的漂移,需要辅助定位设备校正,辅助定位设备间隔一定的时间提供校正参数,校正后能得到更加准确的所述小车的实际坐标和姿态角;在AGV小车进行行驶时,其双PID控制器总表达式为:其中,u(t)为小车的横向纠偏控制量,Kpa、Kpd分别为两个PID控制器的PID参数,其中一个PID控制器是角度PID控制器,另外一个是位置PID控制器,且两个Kpa、Kpd作为因变量Kp分别与两个ea(t)、ed(t)作为自变量e之间存在Kp=Ae2+B的函数关系,ea(t)为惯性导航元件或辅助定位设备提供的所述小车的姿态角与目标角度的差值,ed(t)为惯性导航元件或辅助定位设备提供的所述小车的实际坐标与目标坐标的差值,TaD和TdD为小车使用前调试得到的参数,α、β为每个小车使用前调试得到的系数,其根据小车直线行驶或转弯行驶的行进方式、行进速度取不同的值,对于AGV小车来说,在不同速度或不同位置偏移量情况下,设置的PID参数均不同,同理两个PID控制器前面的系数也需要做相应调整,α、β的调整原则为:速度越快调整的幅值越小,即系数α,β值越小;当AGV小车直线行驶时,按照以下方式进行纠偏:(1)当ed(t)小于等于0.012m时,即位移偏差很小的情况下,需要两个PID控制器具有相同的控制作用,此时设置α=β;(2)当ed(t)大于0.012m时候,即位置偏移量较大情况下,位置PID控制器需要占据主要控制地位,角度PID控制器作为辅助进行纠偏,此时α<β;其中,α取值范围为[0,1],β取值范围为[1,2]。2.根据权利要求1所述的纠偏方法,其特征在于:ea(t)具体为辅助定位设备提供的小车角度与目标角度的差值,ed(t)具体为辅助定位设备提供的小车坐标与目标坐标的差值。3.根据权利要求1所述的纠偏方法,其特征在于:在直线行驶时位置偏移量较大情况下,AGV小...
【专利技术属性】
技术研发人员:周正,张亦弛,龙小军,黄科科,欧璐,崔冠冠,
申请(专利权)人:楚天智能机器人长沙有限公司,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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