agv电磁锁相制导系统

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1、AGV电磁锁相制导系统

2、第11AGV电磁锁相制导方案AGV的制导方式按有无导引路线分为三种,一是有固定路线的方式,包括电磁制导方式、光学控制带制导方式和激光制导方式;二是半固定路线的方式,包括标记跟踪方式和磁力制导方式;三是无路线方式,包括地面帮助制导方式、用地图上的路线指令制导方式和在地图上搜索最短路径制导方式。我们研制的AGV要求定位精度为±2.5mm,并且能够工作于工业现场,从经济的角度考虑我们采用固定路线电磁制导方式。AGV在十字路口处有三条路线可选择,即直行、左拐和右拐,如图1所示。500)this.style.ouseg(this)">为使

3、之识别出不同的路线,我们采用频率选择法。在三种路线中通过不同频率的电流,AGV可通过频率锁定,读取相应频率的信号,从而沿该路线行走。传统的频率选择法由于某一时刻同时存在多种电磁波,因而使频率选择难度较大,电路非常复杂。为此,我们提出分时单频选择法发送正弦波信号,如图2所示。也就是说,在一条路径上即使埋设多根电缆,AGV某一时刻也只能接收到一种频率信号。如果是本机所要接收的频率信号,则进行采样;否则,继续检测。但需要指出的是,频率数的确定有限制,因为频率数越多,巡回检测周期T就越长,容易导致AGV失控。500)this.style.ouseg(this)

4、">假设能够控制多辆AGV不同时经过不同的路口,那么这种方法允许控制的车辆数恰好等于频率数,而与路线数无关。否则,情况将变得很复杂,这里不予讨论。分时复频选择法使制导系统的电路设计大大简化,因而提高了系统的易实现性及其可靠性。下面,我们就频率数等于3的情况进行设计,实践证明我们制作的天线接收装置在3khZ,5kHz,7kHz频率处的线性度最好,所以选取这三种频率作为路线判别频率。2AGV电磁锁相制导系统基本构成我们研制的AGV电磁锁相制导系统由四部分组成,如图3所示,500)this.style.ouseg(this)">包括多路正弦波数字信号发生器,

5、80C196CPU,电磁波强度检测电路和电磁波信号锁定电路。多路正弦波信号发生器以一定的频率分时产生3kHz,5kHz和7kHz的正弦波,不同频率的正弦波代表不同的路线(如果路线简单,路口分支少,可根据实际情况酌减频率数)。由交通控制台事先通知1号AGV沿路线1(对应频率3kHz)行驶时,AGV上的80C196CPU随时检测锁定信号,当检测到3kHz的锁定信号时,就告知CPU,此时CPU立即读取位置偏差信号,从而控制转向电机,使AGV回路原路线上来。同样,也可控制其他AGV沿不同或相同的路线行驶。3多路正弦波数字信号发生器多路正弦波信号发生器是分时单频

6、法实现的关键技术。通常实现方法有两种,一种是模拟式,另一种是数字式。模拟式的特点是电路比较简单,但会产生较大的频率漂移;而数字式电路相对比较复杂,但产生的频率信号非常精确,仅由晶振的频率误差决定,只要选择精度较高的晶振就能满足设计要求。为此,考虑采用数字式信号发生器,结构如图4所示,500)this.style.ouseg(this)">它由单片机最小系统,波形产生电路,D/A转换电路,以及功率放大电路组成。单片机最小系统实现不同频率信号数据存储初始地址的设置,接收波形终止地址的复位信号,并定时切换,同时控制负载路线的切换。波形产生电路由时钟电路,分频

7、器,计数器,数据存储器组成,程序存储器中事先存有3kHz,5kHz和7kHz正弦波所对应的数据,计数器以一定的频率使数据存储器的波形数据输出,再经D/A转换电路,功率放大,即可输出至阻性负载,使电缆中通过一定频率的电流。该信号发生器的设计,采用了单片机控制,能对不同频率的信号任意切换,波形延迟间隔易于修改,方便灵活,通用性较强。4电磁波强度检测电路因被测信号是小车偏离轨道的位置信号,所以需要两路电磁波强度检测电路,当小车沿轨道正中间行驶时,两路检测信号差值为零;当小车偏轨道左边行驶时,两路检测信号差值为正;当小车偏轨道右边行驶时,两路检测信号差值则为负

8、。其原理如图5所示。500)this.style.ouseg(this)">由于线圈中感应的电磁波为毫伏级正弦波信号,因而需经放大,转换成直流电压,求出信号差值,再送至CPU进行处理,进而控制导向电机。经大量实验证明,当检测线圈距地5cm,两线圈中心间距5cm时,磁介质采用铁氧体磁芯φ10×70,线圈骨架为φ10×20,N=2900,这样绕制的线圈比较好。需要说明的是,由于音频电磁信号的传播距离很近,这种制导系统只能在导引线较近的距离内制导,本系统为δ=±2.5cm。一旦超出检测范围,制导系统就不起作用,应采取其他措施使AGV回归导引线附近。5电磁波信

9、号锁定电路由于我们采用了分时复频法进行路线选择,所以大大简化了电磁波信号锁定电路。该部分原理如

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