Điều khiển phi tuyến hệ AGV

51 Chương THIẾT KẾ THI CÔNG AGV VÀ MÔ PHỎNG 5.1 Thiết kế mô hình Mô hình AGV bao gồm: - Khung xe với chiều dài khoảng cách cho hai bánh xe 20 cm sử dụng mica mm để làm khung - Hai bánh chủ động nằm phía sau xe có đường kính 100 mm Hình 5.1 Bánh xe dùng cho động có giảm tốc đường kính 100 mm - Động DC Tsukasa TG-35F-AG-18-A275 với điện áp 24 VDC, tốc độ không tải 7400 RPM, trang bị encoder với độ phân giải 90 xung/vòng, gắn trực tiếp bánh xe Hình 5.2 Động DC Tsukasa TG-35F-AG-18-A27 52 - Một bánh xe omni nhôm nằm phía trước xe, bánh giúp cho xe cân Hình 5.3 Bánh xe omni nhôm Thiết kế mô hình mô sau: Hình 5.4 Mô hình AGV mô 53 5.2 Thiết kế mạch điện 5.2.1 Phương án thiết kế Hình 5.5 Cấu hình hệ thống điều khiển Chức khối: - Master bao gồm vi điều khiển pic 18F4550 dùng để tính toán giải thuật điều khiển bám cho AGV truyền tín hiệu điều khiển xuống khối slave giao thức I2C, tọa độ AGV hiển thị LCD Pic giao tiếp với PC giao thức Rs232, nhiệm vụ PC hiển thị tọa độ AGV đồ thị nhằm so sánh với quỹ đạo mong muốn G3 để đánh giá độ bám điều khiển (4.8) - Slave gồm hai vi điều khiển pic 18f4431 nhận tín hiệu điều khiển từ khối master giữ vai trò điều khiển vận tốc cho bánh xe phải trái 54 5.2.2 Sơ đồ nguyên lý - Master: Hình 5.6 Mạch nguồn VDC Hình 5.7 Mạch vi điều khiển Pic 18f4550 55 Hình 5.8 Khối giao tiếp I2C RS232 Hình 5.9 Khối hiển thị 56 - Slave: Hình 5.10 Mạch vi điều khiển Pic 18f4431 Hình 5.11 Mạch kết nối encoder 57 5.2.3 Thiết bị sử dụng - Vi điều khiển Pic 18F4550 18F4431 nhiệm vụ trình bày phần Hình 5.12 Pic 18F4550 18F4431 - Mạch truyền liệu không dây HM-TR/TTL/433 có nhiệm vụ truyền liệu pic 18F4550 PC theo chuẩn rs232 Hình 5.13 HM-TR/TTL/433 58 - Mạch công suất cho hai động hay gọi mạch cầu H Hình 5.14 Mạch cầu H đôi - Pin 18650 dùng làm nguồn cung cấp cho động mạch điều khiển Hình 5.15 Pin 18650 59 Kết quả: Từ ý tưởng thiết kế mô hình mạch điện mô hình thực tế xây dựng sau: Hình 5.16 AGV thi công 60 5.3 Kết mô thực nghiệm Tiến hành mô máy tính phần mềm Matlab, số dương điều khiển chọn: = 9 , = 4000 , =1 Bảng 5.1 Thông số mô Parameters Value Unit b r 0.12 0.051 0.1 0 0 0.05 0.2 0.785 m m s m m rad m/s rad/s m/s m/s rad/s Θ 61 5.3.1 Kết mô trường hợp Quỹ đạo G3 1.4, = 0.5, Θ = ( = 0, = 0, Θ = 0) điểm đích Hình 5.17 AGV bám theo quỹ đạo G3 trường hợp Hình 5.18 Vec-tơ sai số trường hợp = 62 Hình 5.19 Vận tốc góc bánh phải bánh trái trường hợp Hình 5.20 Kết đo vị trí ước lượng AGV trường hợp 63 Hình 5.21 e1 ước lượng trường hợp Hình 5.22 e2 ước lượng trường hợp 64 Hình 5.23 e3 ước lượng trường hợp 65 5.3.2 Kết mô trường hợp Quỹ đạo G3 1.4, = 0.8, Θ = ( = 0, = 0, Θ = 0) điểm đích Hình 5.24 AGV bám theo quỹ đạo G3 trường hợp Hình 5.25 Vec-tơ sai số trường hợp = 66 Hình 5.26 Vận tốc góc bánh phải bánh trái trường hợp Hình 5.27 Kết đo giá trị ước lượng AGV trường hợp 67 Hình 5.28 e1 ước lượng trường hợp Hình 5.29 e2 ước lượng trường hợp 68 Hình 5.30 e3 ước lượng trường hợp 5.4 Kết luận hướng phát triển Khi tiến hành thực nghiệm dùng cảm biến đo lường encoder encoder có nhiệm vụ đo vận tốc góc bánh xe Tọa độ AGV ước lượng nên việc AGV bám theo quỹ đạo G3 chưa xác mang tính tương đối dẫn đến việc tiếp cận pallet không xác Trong tương lai phát triển hệ thống GPS indoor cho AGV dùng cảm biến siêu âm tín hiệu cảm biến siêu âm lọc nhiễu lọc Kalman với mục đích làm tăng độ xác vị trí AGV Khi giải vấn đề xác định vị trí từ đề tài phát triển số đề tài sau: - Nghiên cứu phát triển robot cắt cỏ - Nghiên cứu phát triển robot sơn đường - Nghiên cứu phát triển robot phục vụ y tế v.v 69 Đề tài đưa điều khiển phi tuyến dựa phương pháp Lyapunov Phần thiết kế quỹ đạo sử dụng phương pháp − AGV di chuyển bám từ điểm bắt đầu đến điểm kết thúc biết trước Mô kết thực nghiệm sai số tiếp tuyến, sai số phương ngang sai số định hướng hội tụ không Bộ điều khiển đề xuất áp dụng thực thực tế  ... hình AGV mô 53 5.2 Thiết kế mạch điện 5.2.1 Phương án thiết kế Hình 5.5 Cấu hình hệ thống điều khiển Chức khối: - Master bao gồm vi điều khiển pic 18F4550 dùng để tính toán giải thuật điều khiển. .. quỹ đạo mong muốn G3 để đánh giá độ bám điều khiển (4.8) - Slave gồm hai vi điều khiển pic 18f4431 nhận tín hiệu điều khiển từ khối master giữ vai trò điều khiển vận tốc cho bánh xe phải trái 54... đưa điều khiển phi tuyến dựa phương pháp Lyapunov Phần thiết kế quỹ đạo sử dụng phương pháp − AGV di chuyển bám từ điểm bắt đầu đến điểm kết thúc biết trước Mô kết thực nghiệm sai số tiếp tuyến,