[發明專利]一種基于后驅前轉向的搬運汽車控制系統

在審

• 申請號: 201911024758.8
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110794834A
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 盧揚揚;張志民;張丹丹;王娟;古今茂;孫慶陽;程喜臣
• 申請（專利權）人: 北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 11401 北京金智普華知識產權代理有限公司
• 代理人: 巴曉艷

1.一種基于后驅前轉向的搬運汽車控制系統，其特征在于，所述搬運汽車控制系統包括：供電系統、車體控制系統、調度系統、無線通訊系統、驅動轉向系統、組合導航系統、激光測量定位系統、安全防撞系統，

所述搬運汽車的車體采用多臺驅動轉向系統實現前端車輪轉向、后端車輪驅動的車型架構，按照設定路線，搬運汽車從起點位置按照不同路線、不同轉彎半徑自主導航到達目標終點。

2.根據權利要求1所述的搬運汽車控制系統，其特征在于，所述車體控制系統包括伺服運動控制器和信號擴展模塊，其中，

信號擴展模塊用于接收調度系統的路徑命令信息、組合導航系統的反饋信息、自動對接反饋數據信息以及安全防撞系統的反饋信息；

運動控制器對信號擴展模塊接收的信息進行數據接收并進行計算，根據計算結果向驅動轉向系統發送運動指令，控制搬運汽車的運動。

3.根據權利要求2所述的搬運汽車控制系統，其特征在于，所述運動控制器計算過程如下所示：

左轉情況下，左轉差速：

左前輪轉角度：θ1＝arccot(cotθ-0.65714)；

右前輪轉角度：θ2＝θ；

左后輪轉速度：

右后輪轉速度：n4＝n，

右轉情況下，右轉差速：

左前輪轉角度：θ1＝θ；

右前輪轉角度：θ2＝arccot(cotθ-0.65714)；

左后輪轉速度：n3＝n；

右后輪轉速度：

直行情況下，等速度：

左前輪轉角度：θ1＝θ；

右前輪轉角度：θ2＝θ；

左后輪轉速度：n3＝n；

右后輪轉速度：n4＝n，

其中，θ取值范圍為0＜θ＜90°，n取值范圍為大于0。

4.根據權利要求3所述的搬運汽車控制系統，其特征在于，當搬運汽車直行時，組合導航系統實時反饋的車體中心左右偏移值d₁和偏轉角β₁傳送給車體運動控制系統，與左右偏移值的給定值d₂和偏轉角的給定值β₂比較得出：d＝d₁-d₂，β＝β₁-β₂，其中d為左右偏差值，β為角度偏差值，進而對左右和角度分別進行PID控制，

根據車體穩定性分析，采用帶死區PID控制：

當-5mm<d<5mm時，左右偏差不需調節；

當-35mm<d<35mm時，進行左右PID控制輸出車體橫向速度值v_x和車體前進方向速度值v_y，根據d的大小設置不同距離區間，給定不同的反向車體橫向速度值v_x，最終控制d在±5mm范圍內；

當d>35mm或d<-35mm時，車體超出軌道，停止運行；

當β＝0°時，不進行車體角度調節；

當β＞0°或β＜0°時，進行角度PID控制，輸出相應的轉向角度θ，根據車體速度與每個車輪角速度的關系，計算出每個車輪調節的速度，進而調節角度偏差。

5.根據權利要求1所述的搬運汽車控制系統，其特征在于，所述調度系統包括上位機調度界面和調度系統無線收發通訊模塊，調度系統通過調度系統無線收發通訊模塊與車體無線通訊模塊實時通信；上位機調度界面用于給出搬運汽車的最優路徑，完成多臺搬運汽車的調度規劃。

6.根據權利要求1所述的搬運汽車控制系統，其特征在于，所述無線通訊系統包括安裝在調度系統內的調度系統無線收發通訊模塊，以及安裝在搬運汽車上的車體無線通訊模塊，通信協議為TCP/IP協議。