Oletko koskaan miettinyt, kuinka 3 tonnia painava AGV-itse-auto, jonka hyötykuorma on 5- tonnin hyötykuorma, voi käynnistyä, pysähtyä ja kattaa 8 metriä tarkasti kahdeksassa sekunnissa? Tämän saavutuksen saavuttaminen vaatii tehokkaan aseman tuen lisäksi myös kehittyneitä ohjausalgoritmeja. Tänään puramme tämän suunnittelun takana olevan teknisen logiikan ja näytämme, kuinka YIKONG Smart -tiimimme on avannut tämän projektin.
1. Suunnittelutavoitteet ja perusparametrit
Kokonaispaino:8 tonnia (3 tonnin oma-paino + 5 tonnia hyötykuorma)
Siirtymä:8 metriä (pisteestä A pisteeseen B)
Aikavaatimus:Täydellinen aloitus-pysäytys 8 sekunnin kuluessa
2. Liikeohjauslogiikka: Nopeuden ja voiman tasapainottaminen
2.1 "Tasainen kiihtyvyys – Tasainen hidastus" -liiketilan käyttäminen:
Ensimmäiset 4 sekuntia:Kiihdytä pysähdyksestä keskipisteeseen (4 metriä).
Viimeiset 4 sekuntia:Hidasta keskipisteestä päätepisteeseen (jäljellä 4 metriä).
Kuten kaaviosta näkyy, AGV:n suurin nopeus lasketaan seuraavasti:
v=2*s/t=2*4/4=2m/s
2.2 "Tasainen kiihtyvyys - Vakionopeus - Tasainen hidastus" -liiketilan käyttäminen:
Kiihdytysvaihe:Kiihdytä pysähdyksestä tasaiseen nopeuteen.
Vakionopeusvaihe:Aja jatkuvasti tasaisella nopeudella.
Hidastusvaihe:Hidasta vakionopeudesta takaisin nollaan.
Kaaviosta pienin keskinopeus on:
v=s/t,v=8/8=1m/s
Huomautus:Jos AGV toimii tällä vähimmäiskeskinopeudella, se kattaisi tarkalleen 8 metriä kahdeksassa sekunnissa-jättämättä tilaa kiihtyvyydelle tai hidastumiselle. Käytännössä arvioinnissa käytetään tyypillistä AGV-nopeutta 1,2 m/s.
3. Kahden suuren vastuksen voittaminen: AGV:n "esteet".
Vierintäkitkavastus (maavastus):
Kun AGV-vetopyörä on liikkeessä, vierintäkitka tulee voimaan. Se on arvioitu seuraavasti:
F=8000*10*0.03=2400N
Inertiavastus (vastus kiihdytyksen/hidastuksen aikana):
Tämän antaa:
F=m×aF=m \\times aF=m×a
(Laskelma määräytyy kiihdytysvaiheen perusteella.)
4. AGV:n kiihtyvyyden vetovoiman arviointi inertiavastuksen voittamiseksi
4.1 Arviointi maksiminopeudella 2 m/s:
AGV kiihtyy lineaarisesti 0 m/s:sta 2 m/s:iin ja hidastuu takaisin 0 m/s:iin, sekä kiihdytys- että hidastusvaiheet kestävät 4 sekuntia.
Käyttämällä yhtälöä s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (ja v0=0v_0=0v0=0),
löydämme:a=2*4/4²=0.5m/s²
Inertiavastuksen voittamiseksi tarvittava vetovoima on tällöin:
F=ma=8000*0.5=4000N
Siksi AGV-vetopyörän on tarjottava vetovoima, joka on suurempi kuin vierintäkitkan ja inertiavastuksen summa:
Ftotal>2400+4000=6400 N
4.2 Arviointi maksiminopeudella 1,2 m/s:
AGV kiihtyy 0 m/s:sta 1,2 m/s:iin ja hidastaa takaisin 0 m/s:iin tasaisin kiihdytys- ja hidastusvaihein.
Anna vakionopeuden vaiheen kestää xxx sekuntia. Käyttämällä yhtälöä s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (ja v0=0v_0=0v0=0),
meillä on:a=2*[(8-1,2x)/2]/[(8-x)/2]²=(8-1,2x)/[(8-x)/2]²=4*(8-1,2x)/(8-x)²
Ottaen huomioon, että päätenopeus kiihdytyksen aikana on 1,2 m/s, keskinopeus on 0,6 m/s ja kiihtyvyys (tai hidastuvuus) on (8−x)/2(8 - x)/2(8−x)/2, voimme myös ilmaista:
a=0.6/[(8-x)/2]=1.2/(8-x)
Näiden yhtälöiden ratkaiseminen tuottaa noin:
x=56/9≈6.222,a=27/40=0.675
Inertiavastuksen voittamiseksi tarvittava vetovoima on tällöin:
F=ma=8000*0.675=5400N
Siten vähimmäisvetovoiman on täytettävä:
Ftotal>2400+5400=7800 N
4.3 Maksiminopeudet 1,2–2 m/s:
Voit korvata tietyt nopeusarvot yllä olevilla kaavoilla tarvittavien voimien laskemiseksi.
5. Hieno hallinta: Energiatehokkuuden ja sujuvan toiminnan salaisuus
Yllä olevat menetelmät hahmottelevat yleisen suunnittelun lähestymistavan. Tarkemmilla ohjaustekniikoilla kiihdytys- ja hidastusvaiheet voidaan analysoida erikseen optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi.
Esimerkiksi, kuten on havainnollistettu, vierintävastuksen kohdistaminen hidastuksen aikana taaksepäin suunnatun vetovoiman kanssa voi vähentää huomattavasti peruutusvoiman tarvetta, mikä pienentää vaadittua enimmäispitovoimaa tai -nopeutta. Tämän ansiosta AGV-vetopyöräjärjestelmä voi saavuttaa optimaalisen tilan, joka on sekä energiatehokas-ja että toimii sujuvasti.
6. Yhteenveto ja oivalluksia
Tasapainoinen nopeus ja pito:Koska P=Fv
Kriittinen vastaavuus:Avain oikean komponentin valinnassa on AGV-vetopyörän halkaisijan tarkka sovittaminen alennussuhteeseen.
Parannettu suunnittelu ja algoritmit:Ajoneuvon parannettu rakenne ja optimoidut liikkeenohjausalgoritmit voivat parantaa toiminnan tehokkuutta ja sujuvuutta ja saavuttaa energiansäästöjä algoritmisella tarkennuksella.
Fysiikan ja ohjauksen integrointi:Automaattitrukkien suunnittelussa ei ole kyse vain raakateosta-, se on täydellinen sekoitus fyysisiä periaatteita ja älykkäitä liikkeenohjausalgoritmeja.
Tapaus-erityinen analyysi:Jokainen kysymys on analysoitava yksityiskohtaisesti erityisolosuhteiden perusteella. Älä yksinkertaisesti sovella tai tulkitse väärin tämän analyysin osia universaalina ratkaisuna.
