基于模糊控制的模型車軌跡跟蹤系統(tǒng)設(shè)計

沈芳, 韓國棟, 吳鈁

(1.華中科技大學(xué) 自動化學(xué)院, 河北 武漢 430074； 2.中核蘭州鈾濃縮有限公司,甘肅 蘭州 730065)

0 引 言

自動引導(dǎo)車輛是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，車載微機的性能日益強大[1]，并且能通過無線的方式接收控制中心的調(diào)度指令，完成啟動、停止、路徑規(guī)劃、避障等功能，完美詮釋了其智能化、無人化等特點。在移動方式上，以輪式移動最為常見[2]，應(yīng)用范圍不僅限于倉儲業(yè)和制造業(yè)上，其他行業(yè)如：郵電、煙草、港口搬運等也都是自動引導(dǎo)小車的應(yīng)用場所。其作為柔性運輸?shù)闹匾ぞ吆妥詣踊a(chǎn)的典型代表，是我國高新技術(shù)研發(fā)的重點。在工業(yè)化生產(chǎn)制造中，性能卓越的模型車控制系統(tǒng)所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧絹碓绞艿絿鴥?nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注。

此系統(tǒng)構(gòu)建是以小車視覺[3]為基礎(chǔ)，將模糊控制理論應(yīng)用于小車控制研究。根據(jù)仿真波形及調(diào)試經(jīng)驗完善模糊規(guī)則表，快速消除運行過程中產(chǎn)生的偏差，實現(xiàn)軌跡的快速準(zhǔn)確跟蹤。

1 系統(tǒng)概要

1.1 控制系統(tǒng)組成

此系統(tǒng)主要由四個部分組成：攝像頭、上位機、無線路由器、模型車，如圖1所示。上位機給智能車下發(fā)不同的任務(wù)指令，并規(guī)劃相應(yīng)的執(zhí)行路徑；模型車接收到上位機指令后，自主解析數(shù)據(jù)，執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)；攝像頭按照一定的頻率實時獲取模型車位置，并發(fā)送給上位機和模型車，實現(xiàn)位置反饋；無線路由作為各個模塊的網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的傳輸。

圖1 系統(tǒng)框圖

圖2 模型車運動模型

1.2 模型車數(shù)學(xué)模型

模型車采用三輪式結(jié)構(gòu)，前輪為自由輪，后兩輪獨立驅(qū)動且通過差速來控制轉(zhuǎn)向[4]，其曲線運動半徑或轉(zhuǎn)動方向可通過控制兩輪速度差ΔV或旋轉(zhuǎn)方向的不同來實現(xiàn)。……