融合多模糊控制器的全方位移动AGV路径跟踪控制技术
                                     杨天旭1,2，楼佩煌1,2，钱晓明1,2
                                 (1.南京航空航天大学机电学院，江苏 南京 210016)
                           (2.江苏省精密与微细制造技术重点实验室，江苏 南京 210016)
    针对全方位移动AGV的路径跟踪控制，提出了一种融合多模糊控制器的路径跟踪模糊控制技术，通过对路径跟踪不同方法的研究和实验总结制定了一套用于模糊路径跟踪的控制规则，该控制规则对距离偏差、角度偏差以及它们的变化率的数据进行模糊化处理、推理和输出去模糊化的控制量，避免了大量精确处理偏差值带来的AGV系统调节不稳定的问题。通过仿真和实验结果表明，该控制技术可以使全方位移动AGV更稳定、快速地进行路径跟踪，提高了运行效率。

    近年来，随着移动机器人技术的不断发展，其智能化程度不断提高。移动机器人在各领域得到了广泛的应用，在自动化制造系统和自动化仓储物流系统中自动导引车（automated guided vehicle，AGV）作为轮式移动机器人的典型也得到了广泛的应用。全方位移动AGV由于其能够实现前后、左右和旋转3个自由度，因此可以在平面内以任意角度和方向移动，并能在狭小有限的空间内完成工作，有利于增强AGV运动的机动性和作业效率。

    AGV的轨迹跟踪方法以及全方位移动技术在全方位轮结构、动力学、运动学、运动控制等方面都受到了国内外学者的关注，并对此进行了深入的研究。文献［1］分析了四轮Mecanum轮平台实现全方位移动的必要条件，并给出了四轮Mecanum轮系统的最优轮组结构形式；文献［2］对AGV的运动控制提出了几种典型的控制器设计方案，并做了相关的研究和对比，这些研究都是建立在两轮差速驱动的AGV模型上；文献［3］提出了模糊决策控制方法对AGV循迹过程进行控制，利用该方法在两轮差速AGV平台上进行实验，但发觉AGV在进出弯道时会出现在偏差上的突变；文献［4］提出了一种应用于全方位移动AGV的导航系统，使AGV在较低侧移速度情况下可以达到较高的定位精度。

    本文将采用模糊控制算法来实现全方位移动AGV的路径跟踪控制，在AGV路径跟踪过程中，AGV相对于路径的偏差往往不需要达到完全为零的精确程度，而对于AGV运行的稳定性、连续性、适应性等要求相对要高于对偏差控制精度的要求。本文提出一种基于AGV运动控制经验为规则的融合多模糊控制器的全方位移动AGV路径跟踪控制技术，可以有效提高全方位移动AGV系统的稳定性和高效性。

1全方位移动AGV运动学模型
    本文所研究的全方位移动AGV采用四轮Mecanum轮平台结构，轮组布局为四轮矩形平行对称分布，所使用的Mecanum轮结构各参数均相同，辊子偏置角均为±45°。

图1为全方位移动AGV的四轮平面布局示意图，平台的各参数定义如图中所示，构建全方位移动AGV坐标系。其中以AGV的几何中心为坐标
〖CM(21*2〗系原点O，建立全方位移动AGV坐标系OXY；以。。。。

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基金项目：南京航空航天大学研究生创新基地（实验室）开放基金资助项目（kfjj20150519）；江苏省产学研合作前瞻性联合研究项目(BY2015003-11)
作者简介：杨天旭（1991—），男，江苏南京人，南京航空航天大学硕士研究生，主要研究方向为机电控制。

（文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

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