AGV小車控制系統軟件設計方案研究

AGV小車控制系統軟件設計原則

為提高AGV小車控制系統的數據安全性及軟件的可擴充性，借助面向對象的方法進行控制系統軟件開發。采用“模塊化”程序設計思想，根據高內聚低耦合、一致性、信息重用和繼承、開放性等的基本設計原則。

功能需求分析

根據技術要求，對控制系統分3個層次劃分，分別是：硬件操作層、功能控制層、人機交互層。硬件操作層是將系統的功能劃分成最小的單元層，包含了所有與底層硬件交互的設置，使得上層的操作與底層硬件分開，它是軟件系統設計的基礎類庫，包含了所有與運動相關的底層函數庫。然后依據功能相關原則，結合硬件操作層，形成功能控制層，完成雙驅雙向AGV運動的基本功能。最后根據操作的方便性，完成人機交互界面的設計。所有的功能控制層單元構成了開放式的軟件系統，為用戶提供二次開發，便于用戶進行功能更新，使設備具有更大的柔性。

針對該系統的要求，操作者可以根據作業任務對路徑規劃、運行速度、定位時間等參數進行設定和修改，設計控制系統軟件結構并進行優化，確保功能劃分至最小邏輯單元，同時保證各模塊之間既相互關聯又相互獨立。

軟件總體結構

控制系統總體結構的設計主要完成系統的初始化、導航信號的監測、異常診斷、伺服報警、信號輸入輸出、路徑存儲、設置速度等任務。主進程在軟件啟動運行后，實時檢測按鈕信號、磁導航信號等，只有斷電才停止運行。并根據中斷請求優先級的設置，相應模塊分別響應。

導航控制模塊

AGV的導航算法是控制AGV行駛方向和路徑跟蹤的方法。采用磁帶導航技術，與電磁導航技術相近，區別在于磁帶導航是在路面上貼磁條替代在地面上埋設金屬線，根據實時監測磁條相對于磁導航傳感器的相對位置調整AGV的運行姿態。因磁信號穩定不易受到其他信號的干擾，改變或擴充路徑較容易，磁條鋪設簡單易行，成本低廉，所以企業應用普遍。

AGV的導航控制作為AGV控制系統的核心模塊，實時調整AGV的運行姿態，保AGV不脫離磁條，足決定AGV平穩可靠運行的關鍵。

雙驅雙向AGV的導航模塊分為三個部分：

第一部分是磁導航傳感器采集磁條信號；

第二部分是分析采集的信號；

第三部分是信號轉換。

雙馳雙向AGV有兩個驅動模塊分別放在車體中線的前后，每個驅動模塊前后都有一個磁導航傳感器分別定義為一號、二號、三號、四號、當AGV偏離預定軌道行駛時，控制系統軟件通過差動糾偏算法控制電機各驅動輪的速度，實現糾偏導航。判斷AGV偏離軌道計算電機的控制量足導航算法的核心。