[发明专利]基于模糊控制和几何追踪的AGV路径跟踪方法及系统

说明书

本发明实施例公开了一种基于模糊控制和几何追踪的AGV路径跟踪方法及系统，充分利用几何跟踪计算量小实时性强，响应快速的优势，同时结合模糊控制有效降低超调和抑制系统抖振动，实现AGV精准快速的路径跟踪。

技术领域

本发明实施例涉及AGV运动控制技术领域，具体涉及一种基于模糊控制和几何追踪的AGV路径跟踪方法。

背景技术

AGV(Automated GuideVehicle，自动导引运输车)是一种借助导引装置实现自动行驶的搬运设备。运动控制是AGV关键技术之一，运动控制技术直接决定其能否准确运行在规定路径上。AGV运动控制算法从经典控制算法、现代控制算法发展到如今的智能控制算法。目前智能控制主流方法分为两类：基于几何追踪的方法和基于模型预测的方法。几何跟踪算法具有无需对车辆进行动力学建模，仅对当前状态计算控制量，具有计算量小的特点。但几何追踪方法循迹路线不平稳易产生超调，且在实际系统各方面非理想性情况下易产生抖振。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于模糊控制和几何追踪的AGV路径跟踪方法及系统，以解决现有技术中基于几何追踪的AGV控制存在的容易产生超调和抖振的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提出了一种基于模糊控制和几何追踪的AGV路径跟踪方法，所述方法包括：

按照AGV线速度和角速度控制指令控制AGV运动，并实时返回AGV相对当前路径的位置偏差和角度偏差；

根据实时返回的所述位置偏差和角度偏差以及预构建的两轮差速AGV纠偏模型，实时进行模糊控制运算输出纠偏控制参数；

根据所述纠偏控制参数以及实时返回的所述位置偏差和角度偏差计算并输出AGV下一时刻线速度和角速度完成纠偏控制。

进一步地，所述两轮差速AGV纠偏模型，具体包括：

记e_θ为小车质心行进方向相对于路径中心线的偏差角度，e_d为小车质心与路径中心线的横向偏差距离，w为小车运动角速度，v为小车运动线速度；假设AGV正常行驶中，经过非常短时间Δt之后，AGV产生的角度偏差为Δe_θ，位置偏差为Δe_d，则

当Δt趋于0且e_θ非常小时有tane_θ≈e_θ，此时Δe_θ，Δe_d的微分形式为

de_θ＝w·dt (3)

Δe_d＝v·e_θ·dt (4)

对上式进行拉氏变换得

其中，e_θ(s)、e_d(s)分别为经过拉普拉斯变换后的角度偏差和位置偏差，s为正数的拉普拉斯自变量；

在不考虑位置偏差的情况下的角速度w1，

w1＝e_θ·s

在不考虑角度偏差的情况下的角速度w2，

综合两方面因素可得：

s为正数，上式可简化为：