Hefur þú einhvern tíma velt því fyrir þér hvernig AGV-sjálfstætt-vegur 3 tonn með 5-tonna hleðslu - getur ræst, stöðvað og farið nákvæmlega 8 metra á aðeins 8 sekúndum? Til að ná þessu afreki þarf ekki aðeins öflugan akstursstuðning heldur krefst það einnig háþróaðra stjórnunaralgríma. Í dag munum við brjóta niður tæknilega rökfræði á bak við þessa hönnun og sýna hvernig YIKONG Smart teymið okkar hefur opnað þetta verkefni.
1. Hönnunarmarkmið og grunnfæribreytur
Heildarþyngd:8 tonn (3 tonn sjálf-þyngd + 5 tonna farmfarma)
Tilfærsla:8 metrar (frá punkti A til punkti B)
Tímaþörf:Ljúktu byrjun-stoppi innan 8 sekúndna
2. Motion Control Logic: Jafnvægi á hraða og krafti
2.1 Notkun „Samræmd hröðun – Samræmd hraðaminnkun“ hreyfiham:
Fyrstu 4 sekúndur:Flýttu úr kyrrstöðu að miðpunkti (4 metrar).
Síðustu 4 sekúndur:Hækkaðu úr miðpunkti að endapunkti (eftir 4 metrar).
Eins og sýnt er á skýringarmyndinni er hámarkshraði AGV reiknaður sem:
v=2*s/t=2*4/4=2m/s
2.2 Notkun „Samræmd hröðun – stöðugur hraði – Samræmd hraðaminnkun“ hreyfiham:
Hröðunaráfangi:Flýttu úr kyrrstöðu í stöðugan hraða.
Stöðugur hraði áfangi:Hlaupa stöðugt á jöfnum hraða.
Hraðaminnkun áfangi:Hækkaðu úr stöðugum hraða aftur í núll.
Frá skýringarmyndinni er lágmarks meðalhraði:
v=s/t,v=8/8=1m/s
Athugið:Ef AGV vinnur á þessum lágmarksmeðalhraða myndi hann ná nákvæmlega 8 metrum á 8 sekúndum-og gefur ekkert pláss fyrir hröðun eða hraðaminnkun. Í reynd er dæmigerður AGV hraði 1,2 m/s notaður við mat.
3. Að sigrast á tveimur stórum mótspyrnum: „Hindrurnar“ fyrir AGV
Veltingarnningsviðnám (jarðviðnám):
Þegar AGV drifhjólið er komið á hreyfingu kemur núningur í rúllu. Það er áætlað sem:
F=8000*10*0.03=2400N
Tregðuviðnám (viðnám við hröðun/hraðaminnkun):
Þetta er gefið af:
F=m×aF=m \\times aF=m×a
(Útreikningur á að ákvarða út frá hröðunarfasa.)
4. Mat á hröðunartogkrafti AGV til að sigrast á tregðuviðnámi
4.1 Mat á hámarkshraða 2 m/s:
AGV hraði línulega úr 0 m/s í 2 m/s og hægir aftur í 0 m/s, þar sem bæði hröðunar- og hraðaminnkunarfasa varir í 4 sekúndur.
Með því að nota jöfnuna s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (með v{0=0v_0=0v0=0),
við finnum:a=2*4/4²=0.5m/s²
Togkrafturinn sem þarf til að sigrast á tregðuviðnámi er þá:
F=ma=8000*0.5=4000N
Þess vegna verður AGV drifhjólið að veita togkraft sem er meiri en summan af núningi og tregðuþoli:
Ftotal>2400+4000=6400 N
4.2 Mat á 1,2 m/s hámarkshraða:
AGV hraðar úr 0 m/s í 1,2 m/s og hægir aftur í 0 m/s, með jöfnum hröðunar- og hraðaminnkun áföngum.
Láttu stöðugan hraðafasa vara í xxx sekúndur. Með því að nota jöfnuna s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (með v0=0v_0=0v0=0),
við höfum:a=2*[(8-1.2x)/2]/[(8-x)/2]²=(8-1.2x)/[(8-x)/2]²=4*(8-1.2x)/(8-x)²
Í ljósi þess að endahraði við hröðun er 1,2 m/s, meðalhraði er 0,6 m/s og hröðunartími (eða hraðaminnkun) er (8−x)/2(8 - x)/2(8−x)/2, þá getum við einnig tjáð:
a=0.6/[(8-x)/2]=1.2/(8-x)
Að leysa þessar jöfnur gefur um það bil:
x=56/9≈6.222,a=27/40=0.675
Nauðsynlegur togkraftur til að sigrast á tregðuviðnám er þá:
F=ma=8000*0.675=5400N
Þannig verður lágmarks togkraftur að uppfylla:
Ftotal>2400+5400=7800 N
4.3 Fyrir hámarkshraða á milli 1,2 m/s og 2 m/s:
Þú getur skipt út sérstökum hraðagildum í formúlurnar hér að ofan til að reikna út nauðsynlega krafta.
5. Fínstýring: Leyndarmálið að orkunýtni og sléttum rekstri
Aðferðirnar hér að ofan lýsa almennri hönnunaraðferð. Með fágaðri stjórnunaraðferðum er hægt að greina hröðunar- og hraðaminnkunarfasa sérstaklega til að ná sem bestum árangri.
Til dæmis, eins og sýnt er á myndinni, getur það að samræma veltiviðnámið meðan á hraðaminnkun stendur við öfugdráttarkraftinn verulega dregið úr kröfunni um öfuga tog, og þar með lækkað hámarks togkraft eða hraða sem krafist er. Þetta gerir AGV drifhjólakerfinu kleift að ná hámarksástandi sem er bæði-orkuhagkvæmt og slétt í notkun.
6. Samantekt og innsýn
Jafnvægishraði og grip:Þar sem P=Fv
Mikilvæg samsvörun:Lykillinn að réttu vali á íhlutum er nákvæm samsvörun á þvermáli AGV drifhjólsins við minnkunarhlutfallið.
Aukin hönnun og reiknirit:Bætt uppbygging ökutækis og fínstillt reiknirit fyrir hreyfistýringu geta aukið enn frekar skilvirkni og sléttleika í rekstri og náð fram orkusparnaði með betrumbótum á reiknirit.
Samþætting eðlisfræði og eftirlits:Hönnun AGV snýst ekki bara um hráan kraft-það er hin fullkomna blanda af eðlisfræðilegum meginreglum og snjöllum hreyfistýringaralgrímum.
Tilviks-Sérstök greining:Hvert mál verður að greina ítarlega út frá sérstökum aðstæðum; ekki einfaldlega beita eða mistúlka hluta þessarar greiningar sem allsherjarlausn.
