Чудили ли сте се някога как AGV-само-тегло 3 тона с 5-тона полезен товар-може прецизно да стартира, спре и измине 8 метра само за 8 секунди? Постигането на това постижение не само изисква мощна поддръжка на задвижване, но също така изисква усъвършенствани алгоритми за управление. Днес ще разбием техническата логика зад този дизайн и ще покажем как нашият екип на YIKONG Smart е отключил този проект.
1. Цели на дизайна и основни параметри
Общо тегло:8 тона (3 тона собствено-тегло + 5 тона полезен товар)
Изместване:8 метра (от точка А до точка Б)
Изискване за време:Завършете старт-спиране в рамките на 8 секунди
2. Логика за управление на движението: Балансиране на скоростта и силата
2.1 Използване на режим на движение „Равномерно ускорение – Равномерно забавяне“:
Първите 4 секунди:Ускорете от място до средната точка (4 метра).
Последните 4 секунди:Намалете скоростта от средната до крайната точка (оставащи 4 метра).
Както е показано на диаграмата, максималната скорост на AGV се изчислява като:
v=2*s/t=2*4/4=2m/s
2.2 Използване на режим на движение „Равномерно ускорение – постоянна скорост – равномерно забавяне“:
Фаза на ускорение:Ускорете от място до постоянна скорост.
Фаза с постоянна скорост:Бягайте непрекъснато с постоянна скорост.
Фаза на забавяне:Намалете скоростта от постоянната скорост обратно до нула.
От диаграмата минималната средна скорост е:
v=s/t,v=8/8=1m/s
Забележка:Ако AGV работи с тази минимална средна скорост, той ще измине точно 8 метра за 8 секунди-без да оставя място за ускорение или забавяне. На практика за оценка се използва типична AGV скорост от 1,2 m/s.
3. Преодоляване на две големи съпротиви: „Препятствията“ за AGV
Съпротивление на триене при търкаляне (земно съпротивление):
След като задвижващото колело на AGV се задвижи, триенето при търкаляне влиза в действие. Оценява се като:
F=8000*10*0.03=2400N
Инерционно съпротивление (съпротивление по време на ускорение/забавяне):
Това се дава от:
F=m×aF=m \\times aF=m×a
(Изчислението се определя въз основа на фазата на ускорение.)
4. Оценка на ускорителната теглителна сила на AGV за преодоляване на инерционното съпротивление
4.1 Оценка при максимална скорост от 2 m/s:
AGV ускорява линейно от 0 m/s до 2 m/s и забавя обратно до 0 m/s, като фазите на ускорение и забавяне продължават 4 секунди.
Използвайки уравнението s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (с v0=0v_0=0v0=0),
намираме: a=2*4/4²=0.5m/s²
Тогава теглителната сила, необходима за преодоляване на инерционното съпротивление, е:
F=ma=8000*0.5=4000N
Следователно задвижващото колело на AGV трябва да осигурява теглителна сила, по-голяма от сбора на триенето при търкаляне и инерционното съпротивление:
Ftotal>2400+4000=6400 N
4.2 Оценка при максимална скорост от 1,2 m/s:
AGV ускорява от 0 m/s до 1,2 m/s и забавя обратно до 0 m/s, с равни фази на ускорение и забавяне.
Нека фазата на постоянна скорост да продължи xxx секунди. Използвайки уравнението s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (с v0=0v_0=0v0=0),
имаме:a=2*[(8-1.2x)/2]/[(8-x)/2]²=(8-1.2x)/[(8-x)/2]²=4*(8-1.2x)/(8-x)²
Като се има предвид, че крайната скорост по време на ускорение е 1,2 m/s, средната скорост е 0,6 m/s, а времето за ускорение (или забавяне) е (8−x)/2(8 - x)/2(8−x)/2, можем също да изразим:
a=0.6/[(8-x)/2]=1.2/(8-x)
Решаването на тези уравнения дава приблизително:
x=56/9≈6.222,a=27/40=0.675
Тогава необходимата теглителна сила за преодоляване на инерционното съпротивление е:
F=ma=8000*0.675=5400N
Следователно минималната теглителна сила трябва да удовлетворява:
Ftotal>2400+5400=7800 N
4.3 За максимални скорости между 1,2 m/s и 2 m/s:
Можете да замените специфичните стойности на скоростта в горните формули, за да изчислите необходимите сили.
5. Фин контрол: Тайната на енергийната ефективност и плавната работа
Методите по-горе очертават общ подход към дизайна. С по-прецизни техники за контрол, фазите на ускорение и забавяне могат да бъдат анализирани отделно за оптимална производителност.
Например, както е илюстрирано, привеждането в съответствие на съпротивлението при търкаляне по време на забавяне със силата на обратно сцепление може значително да намали изискването за сцепление на заден ход, като по този начин понижава максималната изисквана сила на сцепление или скорост. Това позволява на системата на задвижващите колела AGV да постигне оптимално състояние, което е както енергийно{1}}ефективно, така и безпроблемно функциониране.
6. Резюме и прозрения
Баланс на скоростта и сцеплението:Тъй като P=Fv
Критично съвпадение:Ключът към правилния избор на компонент е точното съвпадение на диаметъра на задвижващото колело на AGV с коефициента на намаляване.
Подобрен дизайн и алгоритми:Подобрената структура на превозното средство и оптимизираните алгоритми за контрол на движението могат допълнително да повишат оперативната ефективност и плавността, постигайки икономия на енергия чрез усъвършенстване на алгоритмите.
Интеграция на физика и контрол:Дизайнът на AGV не е само сурова мощност-това е перфектната комбинация от физически принципи и интелигентни алгоритми за управление на движението.
Анализ-на конкретен случай:Всеки въпрос трябва да бъде анализиран в детайли въз основа на конкретните обстоятелства; не просто прилагайте или погрешно тълкувайте части от този анализ като универсално решение.
