Ar kada nors susimąstėte, kaip 3 tonas sveriantis AGV -sava{1}}sveriantis 5- tonų naudingą apkrovą gali tiksliai paleisti, sustoti ir įveikti 8 metrus vos per 8 sekundes? Norint pasiekti šį žygdarbį, reikia ne tik galingo disko palaikymo, bet ir sudėtingų valdymo algoritmų. Šiandien išskaidysime techninę šio dizaino logiką ir parodysime, kaip mūsų YIKONG Smart komanda atrakino šį projektą.
1. Projektavimo tikslai ir pagrindiniai parametrai
Bendras svoris:8 tonos (3 tonos savaiminis-svoris + 5 t naudingasis krovinys)
Poslinkis:8 metrai (nuo taško A iki taško B)
Laiko reikalavimas:Užbaikite pradžią{0}}sustabdykite per 8 sekundes
2. Judesio valdymo logika: greičio ir jėgos balansavimas
2.1 Judesio režimo „Vienodas pagreitis – vienodas lėtėjimas“ naudojimas:
Pirmos 4 sekundės:Paspartinkite iš vietos iki vidurio (4 metrai).
Paskutinės 4 sekundės:Sumažinkite greitį nuo vidurio iki galo (likę 4 metrai).
Kaip parodyta diagramoje, didžiausias AGV greitis apskaičiuojamas taip:
v=2*s/t=2*4/4=2m/s
2.2 Judesio režimo „Vienodas pagreitis – pastovus greitis – vienodas lėtėjimas“ naudojimas:
Pagreičio fazė:Paspartinkite nuo sustojimo iki pastovaus greičio.
Pastovaus greičio fazė:Nuolat važiuokite pastoviu greičiu.
Lėtėjimo fazė:Sumažinkite greitį nuo pastovaus greičio iki nulio.
Iš diagramos mažiausias vidutinis greitis yra:
v=s/t,v=8/8=1m/s
Pastaba:Jei AGV važiuotų tokiu minimaliu vidutiniu greičiu, jis lygiai 8 metrus įveiktų per 8 sekundes-nepalikdamas vietos greitėjimui ar lėtėjimui. Praktikoje vertinimui naudojamas tipinis AGV greitis 1,2 m/s.
3. Dviejų pagrindinių pasipriešinimų įveikimas: AGV „kliūtys“.
Atsparumas riedėjimo trinčiai (atsparumas žemei):
Kai AGV varomasis ratas pajuda, atsiranda riedėjimo trintis. Apskaičiuota taip:
F=8000*10*0.03=2400N
Inercinis pasipriešinimas (atsparumas greitėjimo / lėtėjimo metu):
Tai suteikia:
F=m×aF=m \\times aF=m×a
(Skaičiavimas turi būti nustatytas remiantis pagreičio faze.)
4. AGV įsibėgėjimo traukos jėgos įvertinimas, siekiant įveikti inercinį pasipriešinimą
4.1 Įvertinimas esant didžiausiam 2 m/s greičiui:
AGV tiesiškai įsibėgėja nuo 0 m/s iki 2 m/s ir lėtėja atgal iki 0 m/s, o greitėjimo ir lėtėjimo fazės trunka 4 sekundes.
Naudojant lygtį s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (su v0=0v_0=0v0=0),
randame:a=2*4/4²=0.5m/s²
Tada traukos jėga, reikalinga inerciniam pasipriešinimui įveikti, yra:
F=ma=8000*0.5=4000N
Todėl AGV varomasis ratas turi užtikrinti didesnę traukos jėgą nei riedėjimo trinties ir inercinio pasipriešinimo suma:
Ftotal>2400+4000=6400 N
4.2 Įvertinimas esant didžiausiam 1,2 m/s greičiui:
AGV įsibėgėja nuo 0 m/s iki 1,2 m/s ir sulėtėja atgal iki 0 m/s, esant vienodoms pagreičio ir lėtėjimo fazėms.
Tegul pastovaus greičio fazė trunka xxx sekundžių. Naudojant lygtį s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (su v0=0v_0=0v0=0),
turime:a=2*[(8-1,2x)/2]/[(8-x)/2]²=(8-1,2x)/[(8-x)/2]²=4*(8-1,2x)/(8-x)²
Atsižvelgiant į tai, kad galinis greitis įsibėgėjimo metu yra 1,2 m/s, vidutinis greitis yra 0,6 m/s, o pagreičio (arba lėtėjimo) laikas yra (8−x)/2(8 - x)/2(8−x)/2, taip pat galime išreikšti:
a=0.6/[(8-x)/2]=1.2/(8-x)
Išsprendus šias lygtis gaunama apytiksliai:
x=56/9≈6.222,a=27/40=0.675
Tada reikalinga traukos jėga inerciniam pasipriešinimui įveikti yra:
F=ma=8000*0.675=5400N
Taigi minimali traukos jėga turi atitikti:
Ftotal>2400+5400=7800 N
4.3 Jei didžiausias greitis nuo 1,2 m/s iki 2 m/s:
Norėdami apskaičiuoti reikiamas jėgas, konkrečias greičio reikšmes galite pakeisti aukščiau pateiktomis formulėmis.
5. Tiksli kontrolė: energijos vartojimo efektyvumo ir sklandaus veikimo paslaptis
Aukščiau pateikti metodai apibūdina bendrą dizaino metodą. Naudojant tobulesnius valdymo metodus, pagreičio ir lėtėjimo fazes galima analizuoti atskirai, kad būtų užtikrintas optimalus veikimas.
Pavyzdžiui, kaip parodyta paveikslėlyje, pasipriešinimo riedėjimui suderinimas lėtėjimo metu su atbulinės eigos traukos jėga gali labai sumažinti atbulinės eigos traukos poreikį ir taip sumažinti didžiausią reikalingą traukos jėgą arba greitį. Tai leidžia AGV varomųjų ratų sistemai pasiekti optimalią būseną, kuri yra efektyvi energija- ir sklandžiai veikianti.
6. Santrauka ir įžvalgos
Subalansuotas greitis ir trauka:Nuo P=Fv
Kritinis atitikimas:Tinkamo komponento pasirinkimo raktas yra tikslus AGV varančiojo rato skersmens suderinimas su redukcijos koeficientu.
Patobulintas dizainas ir algoritmai:Patobulinta transporto priemonės struktūra ir optimizuoti judesio valdymo algoritmai gali dar labiau padidinti veikimo efektyvumą ir sklandumą, sutaupant energijos taikant algoritminį tobulinimą.
Fizikos ir valdymo integravimas:AGV dizainas nėra vien tik neapdorota galia,{0}}tai puikus fizinių principų ir pažangių judesio valdymo algoritmų derinys.
Konkreti atvejo-analizė:Kiekvienas klausimas turi būti detaliai išanalizuotas, atsižvelgiant į konkrečias aplinkybes; tiesiog netaikyti ar neteisingai interpretuoti šios analizės dalių kaip universalaus sprendimo.
