孔宁宁， 朱海清， 李天津

(江南大学 机械工程学院， 江苏 无锡 214122)

安全阀作为一种防超压保护装置，是承压设备内必不可少的安全附件，每年至少需要校检一次。安全阀规格种类多，口径从DN8到DN500不等，质量大的安全阀接近1 t，然而大多数办公用房内无法装备行车等吊装设备，因此常常使用阀体搬运AGV搬运安全阀。由于阀体搬运AGV的非完整特性，AGV在移动过程中，会出现车体质心位置与几何中心不完全重合的现象，这会导致AGV在移动过程中偏离既定轨迹。因此提高AGV的底层轨迹跟踪控制能力有助于其实现更高层次的任务。

为了实现AGV精确地轨迹跟踪，国内外学者采取了多种控制方法，取得了许多重要的研究成果。目前主流的控制方法有PID控制、Backstepping控制、滑模控制及智能控制等[1-7]。但是很多研究都是在AGV无质心偏移的理想状态下设计的控制律，对质心偏移下的AGV轨迹跟踪控制研究相对较少。然而自动导引小车处在非结构化的环境中，会有各种外部干扰等不确定性因素，因而很多应用在确定模型基础上的控制方法很难实现预期的控制效果[8]。课题组针对运动学模型下质心偏移的阀体搬运AGV，基于改进切换函数，设计了滑模变结构控制器；在此基础上，引入了基于Lyapunov函数的反馈控制律，得到了一种新型轨迹跟踪控制器，最后应用MATLAB/Simulink软件对控制器进行了仿真实验验证。

1 AGV的结构及运动学模型

1.1 阀体搬运AGV的系统结构

研究对象是课题组设计的阀体搬运AGV，其结构如图1所示。……