（独家原创）自动导引小车（AVG）的设计（全套CAD图纸）

格式：RAR 上传：2025-12-15 05:24:57

为寄存器地址为输入寄存器地址为寄存器地址为本次设计采用芯片的数模转换器其连接方式如图所示。为高电平时，选中数据输入到位输入寄存器当为低电平时，选中数据输入到位输入寄存器片选信号，低电平有效，和输入锁存信号起决定第级数据锁存是否有效。第级允许锁存，高电平有效。写信号，作为第级锁存信号，必须和同时有效。写信号，作为第二级锁存信号，必须和同时有效。控制信号，低电平有效，和起决定第二级数据锁存是否有效。模拟电流输出端，寄存器全时最大，全时为。模拟电流输出端，和有个常数差常数，此常数对应个固定基准电压的满量程电流。参考电压输入端，可正可负，。.电机驱动芯片选择电机驱动采用技术来驱动直流伺服电动机。技术为脉宽调制技术其可通过输入直流电压，在其输出可以得到频率固定脉冲幅度定脉冲宽度与输入信号成线性关系的方波脉冲串，利用该方波脉冲串驱动功率放大电路，从而控制伺服电机的转速。采用技术的优点是，具有较高的切换频率，这有助于克服伺服电机的静摩擦力矩，与其线性功率放大器相比，功耗低且效率高，因而在伺服系统中得到了广泛的应运用。为了改善伺服电机的运行特性，必须适当选择的切换频率，其选择可参考以下原则切换频率应能使电机轴产生微振，以克服静摩擦，改善运行特性。即其中，为力矩常数，为电源电压，为电感，为电机静摩擦力矩。微振的最大角位移应小于设定的位置误差。即其中为转动惯量，为设定的位置误差。尽量减少电机产生的高频功耗。即应使得其中为电内阻。般伺服电机的电感很小，如果切换频率不高，导致交流分量很大，很容易损坏功率晶体管。在此采用芯片和功率桥放大电路来驱动伺服电机，其原理如图所示，根据上述原则选择切换频率为。的特点单电源或双电源工作，双路信号输出，驱动电流能力为限流保护欠电压封锁有温度补偿，.阀值的关机控制图原理框图的结构与功能三角波发生器，比较器，输出控制门，限流电路误差放大器关机比较器欠电压封锁电路。最具特色的是三角波振荡器，三角波产生电路如图所示。图恒幅三角波产生电路三角波参数的计算取定时电路充电电流为.,则有其中，为频率。由允许电机最大电流决定。对于图所示的控制系统，要求频率限流取计算得式中为三角波峰值的转折阈值电压为电源电压为定时电阻为定时电容为恒流充电电流为振荡频率。具有个高速带宽为输出低阻抗的误差放大器，既可以作为般的快速运放，亦可作为反馈补偿运放。.运动学分析运动学方程自动导引小车的速度分析。已知车轮驱动速度，求机构本体移动速度和旋转角速度。两后轮分别驱动四轮机构的速度分析为瞬心，为后轮中心图自动导引小车示意图整理成矩阵形式为雅可比矩阵。转弯半径小车在转弯时以速度匀速转弯小车两主动轮之间的距离为小车两主动轮中心假设小车质量分布均匀与转弯圆心的距离即转弯半径为车轮半径为两轮的速度分别为小车与行驶路面的摩擦系数为。则有查表取故取小车转弯的最小半径为。左右轮的速度为.控制软件的设计根据机器人的线速度和角速度的表达式和,可以计算状态量和采用数值积分方法进行近似检测将区间划分成若干充分小的子区间，则只要子区间相对于移动机器人的运动速度选择得充分小,或者控制周期比较短,则检测精度可以达到使用的要求。表达式如下另外,考虑到系统的各个状态量都是通过数字编码器输出的脉冲信号进行检测的,要将脉冲信号转换为机器人移动的距离及转过的角度,必须对脉冲信号进行定标,即确定每个脉冲与驱动轮移动的距离的系数。已知驱动轮的半径,电机到车轮的减速齿轮的变比为,电机每旋转周发出个脉冲,从而可以得到脉冲当量应为,即.。对于控制系统的软件编程语言，要根据系统的要求进行选择，般要求代码简捷，执行效率高，实时性好。自动导引小车的引导原理是根据自动导引小车行走的轨迹进行编程，数字编码器检测出的电压信号判断其与预先编程的轨迹的位置偏差，控制器根据位置偏差调整电机转速对偏差进行纠正，从而使自动导引小车沿预先编程的轨迹行走。因此自动导引小车行走过程中，需不断地根据输入的位置偏差信号调整电机转速，对系统进行实时控制。为对自动导引小车实施控制，需要对硬件进行操作。整个自动导引小车的控制流程如图所示。图控制系统程序结构图程序开始先设置函数和变量，并对各芯片进行初始化读取预先设置轨迹的坐标对轨迹进行插补读取上次的误差，自动导引小车启动进行轨迹的检测判断第段路径走完没有则把检测的实际轨迹和预先设置的轨迹相比较产生偏差，接着把偏差送给转换器，从而控制自动导引小车沿预先设定的轨迹行走。则走下段轨迹，接着判断是否