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物流自动寻迹搬运车控制系统设计

作　者: 张梅美
导　师: 孙凤英
学　校: 东北林业大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 搬运车 自动寻迹 红外导引 XC836单片机
分类号: U469.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着现代化工业的迅猛发展,已有越来越多的生产企业将目光聚焦到生产成本的降低上,以期提高市场竞争力。对于生产企业而言,其加工、转运、流通等各个环节都离不开搬运操作。因此,搬运工作的高效与否将直接影响企业的生产效率,进而影响生产成本。传统搬运方式,一般采用人工及半人工搬运方式,这种方法通常会造成人员设备投资高、利用率低下。因此,我们需要设计一种能够实现自动寻迹、自动搬运货物的搬运车,从而对传统搬运方式的智能化和现代化程度进行改善和提升,进而实现降低生产成本的目的。目前,在理论上能实现搬运车自动寻迹的导引方式有很多,例如：电磁感应导引、超声波导引、激光导引、惯性导引以及视觉导引等。这些导引方式虽然都能较准确的完成搬运车的自动寻迹,但其辅助设备多,控制系统相对复杂,且成本较高。本文针对物流或物流自动化分拣系统,设计一种可实现自动寻迹、自动转弯、加速、减速、避障、报警以及与上位机通讯等功能的自动搬运车。设计中要求结合现代控制理论及方法,设计简单,寻迹准确、成本低、实用性强,制造方便。具体完成工作如下：(1)对比多种导引方式的优缺点,最终制定以红外导引方式为基础的系统设计方案。(2)基于模块化思想,将系统划分为单片机、寻迹、避障、电机驱动以及电源电压调节等模块,完成了系统的硬件设计。(3)针对系统准确实现自动寻迹功能的要求,提出了基于英飞凌XC836单片机的PWM电机速度调整策略。系统通过改变单片机中CCU6比较单元的参数值实现电机的速度调整,进而达到提高芯片资源利用率、简化软件设计的要求。(4)为提高搬运车的实用性和可控性,设计通过VB编程制作上位机控制窗口,并结合RS232串行通信接口,最终完成上位机对模型搬运车的控制。(5)根据模型车的运行状况,判断控制系统参数的设计弊端,最终实现参数的逐步优化设置,达到搬运车准确寻迹的目的。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-16
  1.1 论文研究背景及意义  8-9
  1.2 自动搬运车的国内外研究现状  9-10
    1.2.1 国外自动搬运车的研究现状  9
    1.2.2 国内自动搬运车的研究现状  9-10
  1.3 自动寻迹技术概述  10-14
    1.3.1 激光导引  10-11
    1.3.2 超声波导引  11-12
    1.3.3 电磁感应导引  12
    1.3.4 惯性导引  12-13
    1.3.5 视觉导引  13
    1.3.6 红外导引  13-14
  1.4 本文研究内容  14-16
2 控制系统总体方案设计  16-26
  2.1 自动搬运车的系统结构  16
  2.2 导引方式的选择  16-17
  2.3 控制系统方案设计  17-19
  2.4 控制系统功能介绍  19-21
    2.4.1 自动寻迹功能  19-20
    2.4.2 避障功能  20
    2.4.3 搬运功能  20-21
  2.5 控制系统元器件的选择  21-25
    2.5.1 电机  21
    2.5.2 直流电源  21
    2.5.3 XC836MT-2F单片机  21-23
    2.5.4 电压调节模块  23
    2.5.5 电机控制模块  23-24
    2.5.6 寻迹模块  24-25
    2.5.7 避障模块  25
  2.6 本章小结  25-26
3 系统调速原理及硬件设计  26-37
  3.1 系统调速原理  26-27
    3.1.1 PWM调速原理  26-27
    3.1.2 单片机比较单元生成PWM方波  27
  3.2 系统硬件设计  27-33
    3.2.1 单片机最小系统设计  28-31
    3.2.2 电压调节模块设计  31
    3.2.3 电机控制电路设计  31-32
    3.2.4 寻迹模块电路设计  32-33
    3.2.5 避障模块电路设计  33
  3.3 硬件系统的安装  33-36
    3.3.1 单片机最小系统与电机驱动模块  35
    3.3.2 单片机最小系统与寻迹模块  35
    3.3.3 单片机与避障模块  35
    3.3.4 电机驱动模块与电机  35-36
  3.4 本章小结  36-37
4 系统软件设计与调试  37-54
  4.1 工程初始化设计  37-40
    4.1.1 初始化软件DAVE介绍  37
    4.1.2 DAVE工程文件设置  37-40
  4.2 自动寻迹程序设计  40-44
    4.2.1 Keil软件介绍  40
    4.2.2 系统各模块控制原理  40-44
  4.3 上位机通信程序设计  44-49
    4.3.1 上位机通信控制面板设计  44-46
    4.3.2 上位机通信VB程序设计  46-48
    4.3.3 系统软件的整合设计  48-49
  4.4 程序下载  49-52
    4.4.1 程序下载软件介绍  49
    4.4.2 程序下载步骤  49-52
  4.5 系统调试  52
  4.6 本章小结  52-54
结论  54-55
参考文献  55-58
附录  58-60
攻读学位期间发表的学术论文  60-61
致谢  61-62

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 各种汽车 > 专用汽车
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