La estimación deslizante y el control de compensación del vehículo guiado automatizado con ruedas omnidireccionales
Autores: Chen, Pei-Jarn; Yang, Szu-Yueh; Chen, Yen-Pei; Muslikhin, Muslikhin; Wang, Ming-Shyan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
La estimación deslizante y el control de compensación del vehículo guiado automatizado con ruedas omnidireccionales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Internet de las cosas
Vehículos guiados automatizados
Estimación de deslizamiento
Control de compensación
Vehículo móvil omnidireccional
Vehículo guiado automatizado con ruedas mecanum.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Para lograr soluciones de Industria 4.0 para la interconexión de componentes mecatrónicos en plantas de producción, el uso de la tecnología de Internet de las cosas (IoT) es la forma óptima para el transporte de mercancías en el sistema ciberfísico (CPS). Como resultado, los vehículos guiados automatizados (AGVs) están interconectados con todos los demás participantes en el sistema de producción para aceptar y ejecutar trabajos de transporte. Por lo tanto, es esencial realizar un seguimiento preciso de las rutas planificadas de los AGVs. El vehículo móvil omnidireccional ha demostrado sus excelentes características en entornos concurridos y espacios de pasillo estrechos. Sin embargo, el problema de deslizamiento del vehículo móvil omnidireccional es más grave que el del vehículo móvil de ruedas general. Este documento propone un método de estimación y compensación de deslizamiento para un vehículo guiado automatizado de ruedas Mecanum omnidireccional (OMWAGV) e implementa un sistema de control. Basándose en la estimación y compensación de deslizamiento de la plataforma móvil de ruedas general, un sistema basado en un microcontrolador Microchip dsPIC30F6010A utiliza un sensor acelerómetro de múltiples ejes MPU-9250 para derivar la velocidad longitudinal, la velocidad transversal y el ángulo de dirección de la plataforma de ruedas omnidireccionales. Estos datos se comparan luego con los de los codificadores de motor. Se utiliza una regresión lineal con un método de mínimos cuadrados recursivos (RLS) para estimar las variaciones en tiempo real de la relación de deslizamiento de las cuatro ruedas motrices y realizar la correspondiente compensación y control. Como resultado, las velocidades de conducción de las cuatro ruedas omnidireccionales se ajustan dinámicamente para que el OMWAGV pueda seguir con precisión la trayectoria de movimiento predeterminada. Los resultados experimentales de movimientos diagonales y de cruce sin y con estimación y compensación de deslizamiento mostraron que, sin calcular los errores ocurridos durante el recorrido, las distancias entre la posición de inicio original y la posición de parada se redujeron drásticamente de 1,52 m a 0,03 m y de 1,56 m a 0,03 m, respectivamente. La mayor precisión de seguimiento del método propuesto verifica su efectividad y validez.
Descripción
Para lograr soluciones de Industria 4.0 para la interconexión de componentes mecatrónicos en plantas de producción, el uso de la tecnología de Internet de las cosas (IoT) es la forma óptima para el transporte de mercancías en el sistema ciberfísico (CPS). Como resultado, los vehículos guiados automatizados (AGVs) están interconectados con todos los demás participantes en el sistema de producción para aceptar y ejecutar trabajos de transporte. Por lo tanto, es esencial realizar un seguimiento preciso de las rutas planificadas de los AGVs. El vehículo móvil omnidireccional ha demostrado sus excelentes características en entornos concurridos y espacios de pasillo estrechos. Sin embargo, el problema de deslizamiento del vehículo móvil omnidireccional es más grave que el del vehículo móvil de ruedas general. Este documento propone un método de estimación y compensación de deslizamiento para un vehículo guiado automatizado de ruedas Mecanum omnidireccional (OMWAGV) e implementa un sistema de control. Basándose en la estimación y compensación de deslizamiento de la plataforma móvil de ruedas general, un sistema basado en un microcontrolador Microchip dsPIC30F6010A utiliza un sensor acelerómetro de múltiples ejes MPU-9250 para derivar la velocidad longitudinal, la velocidad transversal y el ángulo de dirección de la plataforma de ruedas omnidireccionales. Estos datos se comparan luego con los de los codificadores de motor. Se utiliza una regresión lineal con un método de mínimos cuadrados recursivos (RLS) para estimar las variaciones en tiempo real de la relación de deslizamiento de las cuatro ruedas motrices y realizar la correspondiente compensación y control. Como resultado, las velocidades de conducción de las cuatro ruedas omnidireccionales se ajustan dinámicamente para que el OMWAGV pueda seguir con precisión la trayectoria de movimiento predeterminada. Los resultados experimentales de movimientos diagonales y de cruce sin y con estimación y compensación de deslizamiento mostraron que, sin calcular los errores ocurridos durante el recorrido, las distancias entre la posición de inicio original y la posición de parada se redujeron drásticamente de 1,52 m a 0,03 m y de 1,56 m a 0,03 m, respectivamente. La mayor precisión de seguimiento del método propuesto verifica su efectividad y validez.