AGV硬件系統(tǒng)負責信息感知，執(zhí)行運動控制等任務，是影響AGV系統(tǒng)性能的關鍵因素。本文主要對AGV運動控制系統(tǒng)做簡單介紹，為后續(xù)的理論研究奠定基礎。

　　運動控制系統(tǒng)是AGV系統(tǒng)的核心部件，是AGV的大腦。運動控制器接收任務指令，轉(zhuǎn)化成各個電機的速度，然后下發(fā)給驅(qū)動器，驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，從而控制AGV本體的運動。同時，運動控制器接收來自AGV各個傳感器的反饋信號，對接受到的信息進行分析處理。它會按照預存的信息、AGV的運行狀態(tài)以及周圍環(huán)境信息等做出運動決策。使得AGV的可靠性、精確度以及效率更高。運動控制系統(tǒng)主要是保證驅(qū)動系統(tǒng)以及AGV的穩(wěn)定運行，主要負責AGV啟動、停止、調(diào)速、緊急制動等基礎控制功能，從而控制整個AGV的運動過程，實現(xiàn)AGV的移動以及定位。

圖1 AGV的組成框架如圖

　　運動控制部分的功能是根據(jù)決策控制部分給定的期望任務控制自身運動。運動控制子系統(tǒng)可分為速度軌跡生成(Velocity Trajectory Generation) 、速度軌跡跟隨(Velocity Trajectory Tracking)兩個部分：速度軌跡生成部分針對決策控制部分制定的“任務”，根據(jù)AGV當前位置、當前速度、目標點位置和目標點速度，為AGV生成一條從“當前點”到“目標點”的最優(yōu)的速度軌跡。速度軌跡跟隨部分控制AGV的驅(qū)動機構(gòu)，實時控制AGV的速度跟隨生成的速度軌跡，使AGV完成自身規(guī)劃的各種位置和姿態(tài)等目標。AGV運動控制系統(tǒng)硬件主要由運動控制器、伺服驅(qū)動器、減速機、直流電機等組成。為了實現(xiàn)運動控制器與各驅(qū)動之間的通信及傳輸功能，必須選擇合適的通訊保證設備之間的通信協(xié)議匹配。對于AGV廠商來說，運動控制系統(tǒng)有的廠商采用自主研發(fā)，有的廠商采用系統(tǒng)方案集成。一般自主研發(fā)采用MPU+DSP或FPGA作為主處理器，一般是基于ARM、X86等芯片或者核心板自己開發(fā)外圍電路而成。采用系統(tǒng)方案集成的廠商一般采用市面上常用的運動控制系統(tǒng)集成，節(jié)約了大量的研發(fā)時間。那下面簡單介紹一下AGV常用的運動控制系統(tǒng)。

　　1. 運動控制器

　　運動控制器是運動控制系統(tǒng)的控制核心，運動控制器是工業(yè)中對電機控制的主要應用設備，運動控制器作為“控制”的大腦，以實現(xiàn)伺服驅(qū)動、運動插補以及電機速度的運動控制，此外還可以提供各種數(shù)字量、模擬量的輸入與輸出接口來對傳感器信號進行處理。運動控制器主要負責環(huán)境信息的檢測與轉(zhuǎn)換，全局坐標系下AGV的位置、姿態(tài)檢測，運動控制算法和路徑規(guī)劃算法的實現(xiàn)等，并且將算法結(jié)果轉(zhuǎn)換為運動指令發(fā)送給驅(qū)動器，驅(qū)動器負責對控制器的指令進行響應，驅(qū)動電機，控制AGV轉(zhuǎn)速。運動控制器從MPU、PLC、工控機等各種車載控制器形式都有，從體積、功能、性價比、開發(fā)難易度等方面各自都有優(yōu)缺點。在關鍵的運動控制技術(shù)中，同時有因為AGV分類繁多，目前各種類型的AGV，不同樣式，不同外觀。我們需要在有限的空間裝下足夠多的各類電子元器件。合適體積，合適的性價比以及能夠滿足功能需求就顯得尤為重要。

圖2 車載控制器

　　2. 伺服驅(qū)動器

　　如果說控制器是AGV的大腦，那么驅(qū)動器就是AGV的心臟，為驅(qū)動車輪的電機提供電流。才能使AGV運動起來。由于AGV普遍采用蓄電池供電，其電壓一般在12V~72V 左右。因此AGV采用低壓直流型伺服驅(qū)動器。

圖3 常用伺服驅(qū)動器品牌

      伺服驅(qū)動器將來自控制器的低電平信號轉(zhuǎn)換為高功率電流和電壓，以調(diào)節(jié)電機的運動。在傳感器的反饋被控制器后，伺服驅(qū)動器還將根據(jù)有效載荷的重量和AGV的當前速度對AGV進行調(diào)整，以確保維持正確的操作和控制。

　　3. 直流電機

　　電機是整個AGV運動控制系統(tǒng)的驅(qū)動來源，目前，市面上的電機大體上分為交流和直流電機兩種，但是交流電機如果要使用電池，還需配備逆變器等設備，這無形中就增加了AGV小車的體積、重量和復雜程度，也增加了控制難度。相比較之下，直流電機的就有了一定的優(yōu)勢，它的過載能力很強，抗擊負載擾動能力較強，從成本和結(jié)構(gòu)簡約的角度考慮，滿足。目前工業(yè)中應用于輪式AGV較多的電機為無刷直流電機，無刷直流電機具有轉(zhuǎn)矩輸出穩(wěn)定、啟動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點，適合應用于轉(zhuǎn)矩要求高的場合。

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　　圖4 直流低壓伺服電機