许斌

摘 要 由麦克纳姆轮驱动的AGV车因其极高的机动性、灵活的运行方式得到广泛应用。特别在航空装配领域，对高定位精度、可联动的AGV车的需求非常强烈。本文首先分析了麦轮AGV车的运动特点，建立了运动学方程，然后基于Simulink对AGV进行了控制系统设计，在仿真环境下得到控制器参数。

关键词 AGV；麦克纳姆轮；控制系统；仿真

1 概论

自1973年瑞典工程师发明麦克纳姆轮以来，国外学者对麦克纳姆轮及麦轮车进行了广泛的研究。Tlale N等研究了麦轮车的运动学和动力学特性，Malayjerdi E 等研究了基于模糊控制的麦轮车控制算法。国内的相关研究虽然起步较晚，但研究内容基本覆盖了麦轮车的各个方面，有控制算法、基于视觉的引导等。

本文基于以上研究，首先分析麦轮车的运动学和动力学方程，然后基于Simulink进行了控制系统设计，最后分析了麦轮车的联动算法。

2 运动学关系

2.1 运动学约束

3 控制系统设计

本文将基于Simulink对控制系统进行设计。在Simulink里新建slx文件，建立如图 3所示模型，其中AGV模块代表了麦轮车的运动学模型，输入是四轮转速，输出是车体在惯性系下的速度和角速度，将速度变量积分得到车体在惯性系下的位置和转角，利用传感器测出该状态信息，输入到控制系统中，控制系统利用状态信息计算出四轮转速便形成了闭环。本文的控制系统采用PID控制器。

在Simulink环境下，利用依次点击菜单栏Analisis→Control Design→Control System Tuner，再在菜单栏点击TUNING→Select Blocks）选择需要整定的PID模块后，便可进入PID整定设计环境。点击菜单栏New Goal可以看到在时域和频域下分别有多种整定目标可以设计。……