叉车式AGV运动控制与调度方法的研究

以 AGV 为载体的物流系统是先进制造业、自动化立体仓库、智能化无人工厂等的重要组成部分，在企业以信息化、集成化为主导的发展过程中，获得了广泛的应用。AGV 自动运输系统可以解决传统的物流系统的弊端，在降低生产成本、提高生产效率方面具有巨大的应用价值。本文以叉车式 AGV 为研究对象，设计与分析了叉车的导航系统及调度管理硬件平台，介绍了上位机调度软件的架构与各个子模块功能，在此基础上开展叉车运动控制与调度方法的研究。

本文采用李雅普诺夫-共轭梯度法，设计模糊逻辑算法的规则库及隶属函数参数。根据叉车基本的结构参数与自由度配置，建立理想运动学模型。以 B 样条曲线在地图中规划理想的运行路线，通过模糊逻辑控制算法实现叉车对规划路线的跟踪。将误差权重系数引入李雅普诺夫函数，从而获得更小的整体路径跟踪误差。通过仿真与实验验证了所提方法的可行性。

对于多台叉车式 AGV 调度管理，以有向图法建立描述运行环境的边与节点模型。采用 Petri 网系统对多 AGV 的路径问题进行建模分析，采用基于二次变迁 Petri 网分解方法，将复杂的 Petri 网模型分解为多个简单、独立的子网，分析了每个 AGV 运行与无碰撞的约束条件。建立以所有 AGV 运行时间为评价标准的路径优化目标函数，描述 Petri 网系统中变迁激活顺序问题。结合本文提出的基于节点与边树形组合路径优化方法，获取每个 AGV 最优的变迁激活顺序。通过 GAZEBO 平台下的仿真，不仅验证了所提方法的可行性，而且通过与应用广泛的拉格朗日松弛路径优化方法相比，整体运行时间更短、效率更高。