AGV小車控制系統軟件設計原則

為提高(gao)AGV小車控(kong)制系(xi)統的(de)數據安全性及軟件的(de)可擴充性，借助(zhu)面向(xiang)對象的(de)方法(fa)進(jin)行(xing)控(kong)制系(xi)統軟件開發。采用(yong)“模塊化(hua)”程序設計思想，根據高(gao)內聚(ju)低耦合、一致性、信息重用(yong)和繼承、開放性等(deng)的(de)基本(ben)設計原則。

功能需求分析

根(gen)據(ju)技術要求，對控(kong)制系(xi)統分3個層(ceng)(ceng)次劃(hua)分，分別是：硬(ying)件(jian)(jian)(jian)操(cao)作(zuo)層(ceng)(ceng)、功(gong)能(neng)(neng)控(kong)制層(ceng)(ceng)、人機(ji)交(jiao)互(hu)層(ceng)(ceng)。硬(ying)件(jian)(jian)(jian)操(cao)作(zuo)層(ceng)(ceng)是將系(xi)統的(de)(de)(de)功(gong)能(neng)(neng)劃(hua)分成最小(xiao)的(de)(de)(de)單元(yuan)層(ceng)(ceng)，包含(han)(han)了(le)所有(you)與(yu)底層(ceng)(ceng)硬(ying)件(jian)(jian)(jian)交(jiao)互(hu)的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)置，使得上(shang)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)操(cao)作(zuo)與(yu)底層(ceng)(ceng)硬(ying)件(jian)(jian)(jian)分開，它是軟(ruan)件(jian)(jian)(jian)系(xi)統設(she)(she)(she)計(ji)的(de)(de)(de)基礎類庫(ku)，包含(han)(han)了(le)所有(you)與(yu)運動相關(guan)的(de)(de)(de)底層(ceng)(ceng)函數(shu)庫(ku)。然后依據(ju)功(gong)能(neng)(neng)相關(guan)原則，結合硬(ying)件(jian)(jian)(jian)操(cao)作(zuo)層(ceng)(ceng)，形(xing)成功(gong)能(neng)(neng)控(kong)制層(ceng)(ceng)，完成雙驅雙向(xiang)AGV運動的(de)(de)(de)基本功(gong)能(neng)(neng)。最后根(gen)據(ju)操(cao)作(zuo)的(de)(de)(de)方便(bian)性，完成人機(ji)交(jiao)互(hu)界(jie)面的(de)(de)(de)設(she)(she)(she)計(ji)。所有(you)的(de)(de)(de)功(gong)能(neng)(neng)控(kong)制層(ceng)(ceng)單元(yuan)構成了(le)開放式的(de)(de)(de)軟(ruan)件(jian)(jian)(jian)系(xi)統，為用(yong)戶提供二次開發(fa)，便(bian)于(yu)用(yong)戶進行功(gong)能(neng)(neng)更新，使設(she)(she)(she)備具有(you)更大的(de)(de)(de)柔性。

針對該系(xi)統的要求，操作者可(ke)以根據(ju)作業任務對路(lu)徑(jing)規劃、運行速度、定位時間(jian)等參數進(jin)(jin)行設定和修改，設計控制系(xi)統軟件結構(gou)并進(jin)(jin)行優化，確(que)保功能劃分(fen)至最(zui)小邏輯單(dan)元，同(tong)時保證各模塊之間(jian)既相互關聯又相互獨(du)立。

軟件總體結構

控制系統(tong)總體結(jie)構的(de)(de)設計主要(yao)完成系統(tong)的(de)(de)初始化、導(dao)航信(xin)號(hao)的(de)(de)監測、異常(chang)診斷(duan)(duan)、伺服(fu)報警、信(xin)號(hao)輸入輸出、路徑存儲、設置(zhi)速(su)度等任務。主進(jin)程在軟件啟動運行后(hou)，實時檢測按鈕(niu)信(xin)號(hao)、磁導(dao)航信(xin)號(hao)等，只有斷(duan)(duan)電才停止運行。并根(gen)據中(zhong)斷(duan)(duan)請求優先級(ji)的(de)(de)設置(zhi)，相應(ying)模塊(kuai)分別響(xiang)應(ying)。

導航控制模塊

AGV的(de)導航(hang)算(suan)法是(shi)控(kong)制(zhi)AGV行駛方向(xiang)和路(lu)徑跟(gen)蹤的(de)方法。采用磁(ci)帶(dai)導航(hang)技(ji)術，與電磁(ci)導航(hang)技(ji)術相近，區別在于磁(ci)帶(dai)導航(hang)是(shi)在路(lu)面(mian)上(shang)貼(tie)磁(ci)條(tiao)替代在地面(mian)上(shang)埋(mai)設金屬線，根據(ju)實時監測磁(ci)條(tiao)相對于磁(ci)導航(hang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)相對位置(zhi)調整AGV的(de)運行姿態。因磁(ci)信(xin)號(hao)穩(wen)定不易(yi)受到其(qi)他信(xin)號(hao)的(de)干擾，改變或擴充路(lu)徑較容易(yi)，磁(ci)條(tiao)鋪設簡單易(yi)行，成本低(di)廉，所以企(qi)業應用普遍。

AGV的導(dao)航(hang)控(kong)制(zhi)作(zuo)為AGV控(kong)制(zhi)系統的核心模(mo)塊，實時調整AGV的運(yun)行(xing)姿態，保(bao)AGV不脫(tuo)離磁(ci)條(tiao)，足決(jue)定AGV平穩(wen)可靠(kao)運(yun)行(xing)的關鍵。

雙驅(qu)雙向(xiang)AGV的導航(hang)模(mo)塊分為三(san)個部分：

第(di)一部分是磁導航傳感器(qi)采集磁條信號；

第二部分是分析采集(ji)的(de)信號；

第(di)三部分(fen)是信號轉換。

雙(shuang)馳雙(shuang)向AGV有(you)兩個驅動模塊分(fen)別(bie)放(fang)在(zai)車體中線的(de)(de)前后(hou)，每個驅動模塊前后(hou)都有(you)一個磁導(dao)航(hang)傳感器分(fen)別(bie)定義為(wei)一號(hao)、二號(hao)、三號(hao)、四號(hao)、當(dang)AGV偏(pian)離(li)預(yu)定軌道行駛時，控制(zhi)系統軟件通過差動糾(jiu)偏(pian)算法控制(zhi)電(dian)機各(ge)驅動輪的(de)(de)速度，實現糾(jiu)偏(pian)導(dao)航(hang)。判(pan)斷(duan)AGV偏(pian)離(li)軌道計算電(dian)機的(de)(de)控制(zhi)量足導(dao)航(hang)算法的(de)(de)核心。