摘 要

在国民经济快速发展的今天，AGV小车在我国运输、生产行业的重型货物运输中占据越来越重要的地位，是运输各种大型货物的重要运输设备。由于AGV小车在运输过程中，会遇见各种工况使得车身平台产生不平的状态，故本文中针对这种情况设计了自动调平系统。

本文中，首先对AGV小车行驶工况进行介绍，分析小车在各个工况下的状态。然后，对小车的调平方式进行对比和分析，确定采用四点调平方式。接着对AGV小车进行动力学分析，确定AGV小车调平的运动参数。

在对小车悬挂液压系统的设计中，采用负载敏感泵与配有阀前压力补偿阀的比例多路阀组的液压系统。本液压系统通过对LS负载敏感控制的应用满足液压系统的节能要求，同时由于压力补偿阀的使用使得阀前后压差恒定。接着对液压系统建模，确定液压系统各个参数之间的关系，得出液压系统传递函数，采用PID控制，根据传递函数得出系统性能曲线。最后，本文还对现有自动调平策略进行介绍，提出了一种比以往调平方法精度更高，调平时间更短的新的调平方法——“面追逐式”调平法。

关键词：AGV小车，悬挂液压系统，自动调平控制，调平控制策略

Abstract

With the rapid development of the national economy, AG transportation is more and more important in the production of heavy cargo transportation in our country, is one of the important transportation equipment for transporting all kinds of large goods. In the process of the AG transportation, because of the uneven state caused by various working conditions, automatic leveling system is designed in this article for this situation.

In this paper, at first, introducing the AG working condition，and analyzing the leveling state under various conditions. Then, comparing and analyzing the leveling way of AGV, decide to use the four-point leveling method. After analyzing the statics of AGV, we can obtain the motion parameters of AG leveling.

In the design of the single leg suspension system, using the hydraulic system combined of load sensing pump and multi-way valve which equipped with a pressure compensating valve before its import. The hydraulic system meets the requirement of energy saving according to the application of LS load sensitive control, meanwhile, causing constant pressure difference before and after the valve by using pressure compensation valve. Then, build the modeling of hydraulic system to figure out the relationship between the various hydraulic parameters，so , the hydraulic system transfer function is concluded. Using PID control, performance curve is obtained according to the transfer function of system. In the end, this paper also introduces the policy of existing automatic leveling, and a new leveling method whose accuracy is higher than before and leveling time is shorter than before is proposed, which is "chasing type" leveling method.

Key Words: AGV, Suspension of the hydraulic system, automatic leveling control， strategy of leveling control.

目录

第1章绪论 1

1.1研究背景 1

1.2国内外研究发展概述 1

1.3重型AGV及其悬挂系统简介 2

1.4技术要求 3

1.5本章小结 3

第2章调平运动学分析 4

2.1行驶工况分析 4

2.1.1重心偏移引起的不平 4

2.1.2横坡、纵坡及不平路面行驶 6

2.1.3急刹车、转弯 6

2.2平台悬挂支撑方式选择 7

2.3调平控制系统简介 9

2.4重型AGV调平的运动学分析 10

2.5本章总结 13

第3章悬挂液压系统分析及其元件选型 14

3.1自动调平液压系统的选择 14

3.2液压元件的选型与计算 15

3.2.1液压缸的选型 15

3.2.2液压泵的选型 16

3.2.3电机的选型 17

3.3本章小结 18

第4章悬挂液压系统建模及其控制分析 19

4.1悬挂液压系统数学建模 19

4.1.1 假设 19

4.1.2 电液比例阀数学模型建立 19

4.1.3执行机构数学模型建立 20

4.2单支撑点PID控制设计 24

4.2.1PID控制原理 24

4.2.2PID控制器参数对系统性能的影响 25

4.2.3PID参数初值整定 26

4.2.4PID 控制系统仿真分析 26

4.3本章小结 27

第5章调平策略的分析与选取 28

5.1最高点不动“追逐式”调平法 28

5.2“中心点”不动调平法 28

5.3最低点不动“追逐式”调平法 29

5.4“面追逐式”调平法 29

5.4.1“面追逐式”调平过程 29

5.4.2“面追逐式”调平策略 29

5.5本章小结 31

第6章液压辅件及系统性能验算 32

6.1液压辅件 32

6.1.1连接管道的设计计算 32

6.1.2油箱的设计计算 32

6.1.3集成块的设计 33

6.2系统性能检验 33

6.2.1系统压力损失的计算 33

6.3本章总结 34

第7章总结与展望 35

7.1总结 35

7.2展望 35

第8章节能环保与经济性分析 36

参考文献 37

致谢 39

第1章 绪论

1.1研究背景

(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，通常也称为AGV小车，是一种在计算机控制下，根据具体需求和运输需要完成充电、取货、送货等等任务的无人驾驶自动化车。由于AGV小车的工作效率远远高于普通车辆并且全程采用自动化控制，大大减少了人工的需求，最开始AGV小车是在国外各个发达国家中投入使用，后来在AGV小车被引入国内后，迅速的在国内的各个行业中使用开来。AGV小车一般均是作为各种重型货物的运输载体，相比与轻载车辆来说要求的安全可靠性更高，在其行驶过程中会出现各种对小车安全性造成影响的工况，同时在实际装载过程中还可能会出现货物的重心与小车平台中心不重合等因素，这些情况都会造成小车车载平台的不平，所以。AGV小车上必须安装有自动调平控制系统，来保持AGV小车在运行过程中时刻拥有一定的水平度，从而保障AGV小车安全的在道路上行驶。

在AGV小车的自动调平控制系统中，系统性能的优良性取决于系统的调平精度、调平时间和响应速度等关键指标。影响车载平台调平精度和响应速度的因素有很多，包括“虚腿”现象、控制元件响应速度快慢等。故解决这些问题是提高系统灵敏性、稳定性的关键所在，对自动调平控制系统的研究设计具有相当大的作用和意义。