单机驱动人工装卸AGV控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种单机驱动人工装卸AGV控制系统，包括处理器单元、控制器、第一电机、第二电机以及AGV小车，所述的处理器单元发出控制信号至所述的控制器，通过所述的控制器把控制信号分为第一驱动信号和第二驱动信号，所述的第一驱动信号和第二驱动信号分别控制所述的第二电机和第一电机，由所述的的第一电机控制AGV小车的速度，所述的的第二电机控制AGV小车的方向。本发明专利技术为了提高运算速度，保证AGV系统的稳定性和可靠性，本发明专利技术在处理器单元的DSP处理器中引入FPGA处理器，形成基于DSP+FPGA的双核处理器，实现了AGV小车速度和方向的独立控制，有效地防止“飞轮”现象的产生，抗干扰能力大大增强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于自动导引车辆(AGV, Automated Guided Vehicle)
,且特别是有关于单机驱动人工装卸AGV控制系统。
技术介绍
自动导引车(Automated Guided Vehicle,简称AGV),指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员且以可充电蓄电池为其提供动力来源。一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道来设立其行进路线，电磁轨道黏贴于地板上，自动导引车则依循电磁轨道所带来的信息进行移动与动作。 AGV小车相对于步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比，AGV小车的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。一般普通的AGV小车都具有两个电机驱动其运动，由两个电机控制其在平面上的X坐标和Y坐标，并有两个万向轮其中的一个或两个来调节其稳定性，到达站点后由人工装卸货物。现有的AGV控制系统基本上都是由单个数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)控制，形成四轮差速转向行驶，如图I所示，为现有技术的AGV控制系统的方框图。现有技术中，一般的AGV控制系统包括电池、DSP处理器、第一控制器、第二控制器、第一电机、第二电机、信号处理器及AGV小车。电池为供电装置，为整个系统的工作提供工作电压。DSP处理器内置控制系统，并发出控制信号至第一控制器及第二控制器，第一控制器和第二控制器分别控制第二电机和第一电机的工作，第一电机和第二电机又分别用于驱动AGV小车进行运动。其中，第一电机和第二电机的驱动信号经过信号处理器合成之后，控制AGV小车的运动。长期以来，发现传统的AGV控制系统存在着很多安全隐患，包括(1)由于AGV小车频繁的刹车和启动，加重了DSP处理器的工作量，单片的DSP处理器无法考虑电池的状态，使得AGV控制系统能源得不到最优利用；(2)由于受周围环境不稳定因素干扰，单片的DSP处理器经常会出现异常，引起失控，抗干扰能力较差；(3)对于AGV小车的四轮结构，理想状态一般是两个驱动电机配合一个从动轮来形成一个运动平面，但是当遇到运动路径不平整时经常碰到两个从动轮配合一个驱动轮运转，这时就会导致小车出现“飞轮”的现象发生，这种失控一般会打坏周围的仪器或者是产品；(4)由于DSP处理器要同时处理两个电机的速度控制信号形成两个电机的差速来调整AGV小车在平面上的速度和方向，这样速度和方向是两个耦合的量，为了实现最终的速度和方向的精确控制都比较难，有的时候需要很长时间的调整；(5)对于差速控制的AGV小车来说，一般要求其两个电机的控制信号要同步，但是对于单片的DSP处理器来说又很难办到，使得AGV小车在直道上行驶的时候就要来回的补偿，而且有的时候摇摆幅度较大； (6)单片的DSP处理器难以胜任多信号处理系统的要求，为了满足两个电机的要求，单片的DSP处理器控制的AGV小车通常是把高速A/D采样与信号处理功能在多块不同的板卡上实现来解决，这给实际应用带来很多不便； (7 )由于AGV控制系统不具备速度和方向的独立控制，所以AGV小车一般情况下不在弯道上设置站点，不能满足一些有拐角的路径； (8)由于测速的两个光码盘是装在驱动轮上，导致当出现“飞轮”时，将无法完成AGV控制系统的各种补偿。 因此，需要对现有的基于单片DSP控制的AGV控制器进行重新设计。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种单机驱动人工装卸AGV控制系统，解决了现有技术中“飞轮”的现象以及抗干扰能力差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种单机驱动人工装卸AGV控制系统，包括处理器单元、控制器、第一电机、第二电机以及AGV小车，所述的处理器单元发出控制信号至所述的控制器，通过所述的控制器把控制信号分为第一驱动信号和第二驱动信号，所述的第一驱动信号和第二驱动信号分别控制所述的第二电机和第一电机，由所述的的第一电机控制AGV小车的速度，所述的的第二电机控制AGV小车的方向。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的处理器单元为一双核处理器，包括DSP处理器、FPGA处理器以及设于DSP处理器和FPGA处理器的上位机系统和运动控制系统，所述的上位机系统包括人机界面模块、路径规划模块以及在线输出模块，所述的运动控制系统包括伺服控制模块、数据存储模块以及I/O控制模块，其中，DSP处理器用于控制人机界面模块、路径规划模块、在线输出模块、数据存储模块以及I/O控制模块，FPGA处理器用于控制伺服控制模块，且DSP处理器及FPGA处理器之间实时进行数据交换和调用。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的AGV控制系统还包括电池，所述的电池进一步与第一电机和第二电机的输出端连接，且处理器单元进一步分别连接至第一电机输出端和电池之间的连接点以及第二电机输出端和电池之间的连接点。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的伺服控制模块还包括转换模块，所述的转换模块包括模拟数字转换器及数字模拟转换器。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的伺服控制模块还包括编码器模块，所述的编码器模块用于检测AGV小车实际转速，判断是否符合速度要求，是否过快或过慢，并发出控制信号。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的伺服控制模块还包括电流模块，所述的电流模块用于调整电池的供电功率达到AGV小车需要的范围。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的伺服控制模块还包括速度模块，所述的速度模块与编码器模块通讯连接，当编码器模块检测AGV小车实际转速过快或过慢，速度模块根据编码器模块检测的结果来调节AGV小车实际转速。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的伺服控制模块还包括位移模块，所述的位移模块用于检测AGV小车是否到站，是否到达既定位移，如果过慢，发出加速指令至控制器；如果离既定位移过近，需要减速，则发出减速指令至控制器。在本专利技术一个较佳实施例中，所述的AGV小车包括导航传感器、前方壁障传感器、左右侧面壁障传感器、速度传感器、站点传感器和反向传感器，所述的导航传感器判断AGV小车是否在中线运行，并调整AGV小车在适当的运行位置。本专利技术的单机驱动人工装卸AGV控制系统，为了提高运算速度，保证AGV系统的稳定性和可靠性，本专利技术在处理器单元的DSP处理器中引入FPGA处理器，形成基于DSP+FPGA的双核处理器，此处理器单元把原有单片的DSP处理器实现的多控制器系统集中设计，并充分考虑电池在这个系统的作用，实现了 AGV小车速度和方向的独立控制，并有两个不同的电机控制其速度和方向，把AGV控制系统中工作量最大的伺服控制模块交给FPGA处理器处理，充分发挥FPGA处理器数据处理速度较快的特点，而人机界面模块、路径规划模块、在 线输出模块、数据存储模块以及I/O控制模块交给DSP处理器控制，这样就实现了 DSP处理器与FPGA处理器的分工，把DSP处理器从繁重的工作量中解脱出来，有效地防止“飞轮”现象的产生，抗干扰能力大大增强。附图说明图I为现有技术的AGV控制系统的方框 图2为本专利技术较佳实施例的单机驱动人工装卸AGV控制系统的方框 图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单机驱动人工装卸AGV控制系统，其特征在于，包括处理器单元、控制器、第一电机、第二电机以及AGV小车，所述的处理器单元发出控制信号至所述的控制器，通过所述的控制器把控制信号分为第一驱动信号和第二驱动信号，所述的第一驱动信号和第二驱动信号分别控制所述的第二电机和第一电机，由所述的的第一电机控制AGV小车的速度，所述的的第二电机控制AGV小车的方向。

【技术特征摘要】
1.一种单机驱动人工装卸AGV控制系统，其特征在于，包括处理器单元、控制器、第一电机、第二电机以及AGV小车，所述的处理器单元发出控制信号至所述的控制器，通过所述的控制器把控制信号分为第一驱动信号和第二驱动信号，所述的第一驱动信号和第二驱动信号分别控制所述的第二电机和第一电机，由所述的的第一电机控制AGV小车的速度，所述的的第二电机控制AGV小车的方向。2.根据权利要求I所述的单机驱动人工装卸AGV控制系统，其特征在于，所述的处理器单元为一双核处理器，包括DSP处理器、FPGA处理器以及设于DSP处理器和FPGA处理器的上位机系统和运动控制系统，所述的上位机系统包括人机界面模块、路径规划模块以及在线输出模块，所述的运动控制系统包括伺服控制模块、数据存储模块以及I/O控制模块，其中，DSP处理器用于控制人机界面模块、路径规划模块、在线输出模块、数据存储模块以及I/O控制模块，FPGA处理器用于控制伺服控制模块，且DSP处理器及FPGA处理器之间实时进行数据交换和调用。3.根据权利要求I所述的单机驱动人工装卸AGV控制系统，其特征在于，所述的AGV控制系统还包括电池，所述的电池进一步与第一电机和第二电机的输出端连接，且处理器单元进一步分别连接至第一电机输出端和电池之间的连接点以及第二电机输出端和电池之间的连接点。4.根据权利要求2所述的单机驱动人工装卸AGV控制系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王应海，袁丽娟，张好明，
申请(专利权)人：苏州工业园区职业技术学院，
类型：发明
国别省市：