Zamysleli ste sa niekedy nad tým, ako dokáže AGV -samo{1}}vážiť 3 tony s 5-tonovým užitočným zaťažením presne naštartovať, zastaviť a prejsť 8 metrov len za 8 sekúnd? Dosiahnutie tohto výkonu si vyžaduje nielen výkonnú podporu pohonu, ale aj sofistikované riadiace algoritmy. Dnes rozoberieme technickú logiku tohto dizajnu a ukážeme, ako náš YIKONG Smart tím odomkol tento projekt.
1. Ciele návrhu a základné parametre
Celková hmotnosť:8 ton (3 tony vlastnej-hmotnosti + 5 ton užitočného zaťaženia)
Výtlak:8 metrov (z bodu A do bodu B)
Časová požiadavka:Dokončite spustenie-zastavenie do 8 sekúnd
2. Logika riadenia pohybu: Vyváženie rýchlosti a sily
2.1 Používanie režimu pohybu „Rovnomerné zrýchlenie – rovnomerné spomalenie“:
Prvé 4 sekundy:Zrýchlite z pokoja do stredu (4 metre).
Posledné 4 sekundy:Spomaľte zo stredu do koncového bodu (zostávajúce 4 metre).
Ako je znázornené na diagrame, maximálna rýchlosť AGV sa vypočíta takto:
v=2*s/t=2*4/4=2m/s
2.2 Používanie režimu pohybu „Rovnomerné zrýchlenie – konštantná rýchlosť – rovnomerné spomalenie“:
Fáza zrýchlenia:Zrýchlite z pokoja na konštantnú rýchlosť.
Fáza konštantnej rýchlosti:Bežte nepretržite konštantnou rýchlosťou.
Fáza spomalenia:Spomaliť z konštantnej rýchlosti späť na nulu.
Z diagramu je minimálna priemerná rýchlosť:
v=s/t,v=8/8=1m/s
Poznámka:Ak AGV pracuje pri tejto minimálnej priemernej rýchlosti, prejde presne 8 metrov za 8 sekúnd-bez priestoru na zrýchľovanie ani spomaľovanie. V praxi sa na vyhodnotenie používa typická rýchlosť AGV 1,2 m/s.
3. Prekonanie dvoch hlavných odporov: „Prekážky“ pre AGV
Odpor valivého trenia (zemný odpor):
Akonáhle je hnacie koleso AGV v pohybe, vstupuje do hry valivé trenie. Odhaduje sa ako:
F=8000*10*0.03=2400N
Zotrvačný odpor (odpor počas zrýchlenia/spomalenia):
Toto je dané:
F=m×aF=m \\times aF=m×a
(Výpočet sa určí na základe fázy zrýchlenia.)
4. Hodnotenie akceleračnej trakčnej sily AGV na prekonanie zotrvačného odporu
4.1 Hodnotenie pri maximálnej rýchlosti 2 m/s:
AGV lineárne zrýchľuje z 0 m/s na 2 m/s a spomaľuje späť na 0 m/s, pričom fázy zrýchlenia aj spomalenia trvajú 4 sekundy.
Pomocou rovnice s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (s v0=0v_0=0v0{15}}),
zistíme: a=2*4/4²=0.5m/s²
Trakčná sila potrebná na prekonanie zotrvačného odporu je potom:
F=ma=8000*0.5=4000N
Preto hnacie koleso AGV musí poskytovať ťažnú silu väčšiu ako súčet valivého trenia a zotrvačného odporu:
Ftotal>2400+4000=6400 N
4.2 Hodnotenie pri maximálnej rýchlosti 1,2 m/s:
AGV zrýchľuje z 0 m/s na 1,2 m/s a spomaľuje späť na 0 m/s s rovnakými fázami zrýchlenia a spomalenia.
Nechajte fázu konštantnej rýchlosti trvať xxx sekúnd. Pomocou rovnice s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (s v0=0v_0=0v0=0),
máme:a=2*[(8-1,2x)/2]/[(8-x)/2]²=(8-1,2x)/[(8-x)/2]²=4*(8-1,2x)/(8-x)²
Vzhľadom na to, že konečná rýchlosť pri zrýchlení je 1,2 m/s, priemerná rýchlosť je 0,6 m/s a čas zrýchlenia (alebo spomalenia) je (8−x)/2(8 - x)/2(8−x)/2, môžeme tiež vyjadriť:
a=0.6/[(8-x)/2]=1.2/(8-x)
Výsledkom riešenia týchto rovníc je približne:
x=56/9≈6.222,a=27/40=0.675
Požadovaná ťažná sila na prekonanie zotrvačného odporu je potom:
F=ma=8000*0.675=5400N
Minimálna ťažná sila teda musí spĺňať:
Ftotal>2400+5400=7800 N
4.3 Pre maximálne rýchlosti medzi 1,2 m/s a 2 m/s:
Môžete nahradiť špecifické hodnoty rýchlosti do vyššie uvedených vzorcov a vypočítať požadované sily.
5. Jemné ovládanie: Tajomstvo energetickej účinnosti a plynulej prevádzky
Vyššie uvedené metódy načrtávajú všeobecný prístup k návrhu. S prepracovanejšími riadiacimi technikami môžu byť fázy zrýchlenia a spomalenia analyzované oddelene pre optimálny výkon.
Napríklad, ako je znázornené, vyrovnanie valivého odporu počas spomaľovania so silou spätného ťahu môže značne znížiť požiadavku na spätný ťah, čím sa zníži maximálna požadovaná ťahová sila alebo rýchlosť. To umožňuje systému hnacieho kolesa AGV dosiahnuť optimálny stav, ktorý je energeticky-účinný a má plynulú prevádzku.
6. Zhrnutie a prehľad
Rýchlosť a trakcia vyváženia:Keďže P=Fv
Kritická zhoda:Kľúčom k správnemu výberu komponentov je presné zladenie priemeru hnacieho kolesa AGV s redukčným pomerom.
Vylepšený dizajn a algoritmy:Vylepšená konštrukcia vozidla a optimalizované algoritmy riadenia pohybu môžu ďalej zvýšiť prevádzkovú efektivitu a plynulosť, čím sa dosiahne úspora energie prostredníctvom zdokonalenia algoritmu.
Integrácia fyziky a riadenia:Dizajn AGV nie je len o surovom výkone-je to dokonalá zmes fyzikálnych princípov a inteligentných algoritmov riadenia pohybu.
Analýza špecifická pre{0}prípad:Každý problém sa musí podrobne analyzovať na základe konkrétnych okolností; neaplikujte alebo nesprávne interpretujte časti tejto analýzy ako univerzálne riešenie.
