基于PMAC2 PC - 104运动控制器的AGV底盘控制系

??????本文提出一种以PMAC2?PC?-?104运动控制器作为控制器的AGV底盘控制系统,?采用PMAC作为控制器使多轴控制变得更简单,?控制系统更具开放性且实时性强。

1　AGV系统硬件构成

??????PMAC?（?Programmable?Multi-Axis?Controller）?是美国Delta?Tau数字系统公司推出的一种可编程多轴运动控制器,?它采用Motorola公司的DSP56300处理器作为CPU,?可以实现最多8个坐标系同时运动,可以通过存储在其内部的程序单独操作[?2?]?,?使用PMAC作为AGV控制器,?物理结构可以大大简化,系统设计和调试过程也变得更简单。
??????AGV采用4轮-?双轮驱动,?左右2个同轴轮独立驱动,?通过2轮差速实现AGV行驶状态的调整,?适宜采用PMAC运动控制器作为系统的核心处理器,?为了实现PMAC?多轴控制功能,?需在PMAC板上扩展相应的I/O接口板,?同时采用伺服电机、伺服驱动单元、编码器以及相应的传感器构成1套完整的开放式AGV?控制系统,?见图1。

??????其中PMAC主要实现对AGV驱动电机、控制面板开关量以及报警装置的控制。

2　AGV控制系统伺服环设置

??????为保证AGV运行时的精确性和稳定性,?电机控制采用速度、位置双反馈系统,?如图2?所示。变量lx03指向寄存器地址＄720作为位置编码器的地址[?3?]?,?在每一个伺服周期闭上位置环。电机编码器的数据经过处理后存储到lx03?指定的地址,闭上位置环。变量lx04指向寄存器地址＄721作为速度编码器的地址,?在每一个伺服周期闭上速度环。陀螺仪的数据经过处理后存储到lx04指定的地址,?闭上速度环。使用双反馈系统需将lx25变量设置为1,?以打开PMAC的硬件位置捕获功能,提高控制精度。

3　上位机通信程序编制

??????AGV控制软件使用Visual?C?+?+进行设计,?通过PMAC的各种参数设置实现对AGV小车运动路线的控制,?如图3所示。AGV?控制软件主要实现参数设置、路径编制、状态诊断功能。

??????Delta?Tau公司为PMAC提供了PComm32动态链接库,?作为上层应用程序与PMAC通讯的桥梁。PComm32包含所有上位机与PMAC?之间通信的200多个函数[?4?]?。
AGV控制软件通过调用PComm32?中的函数实现对PMAC的控制,?PComm32包括PMAC1dll、PMAC1VXD、PMAC1SYS?3?部分,?利用其提供的动态链接库并结合Visual?C?+?+编程,?通过调用动态链接库提供的OpenPmacDevice?（）?、CloseP2macDevice?（）?、PmacGetResponse?（）?、PmacFlush?（）等函数,?PC?机将AGV?每个动作的相关数据以ASC?II码指令的形式发送至PMAC,?从而实现控制软件与PMAC之间的命令和信息交换。PMAC执行顺时针圆弧运动的PMAC?驱动命令程序如下:

CLOSE
&1#1?-?>?4000X　设置坐标系
#2?-?>?4000Y

OPEN?PROG?10?CLEAR
GOSUB?20000　调用圆心计算子程序
Q0?=Q3?-?Q9　求圆心到终点的角度
Q27?=ATAN2?（Q4?-?Q10）
WH?ILE?（Q28???????Q11?=Q9?+Q5＊COS（Q28）?　圆弧X坐标
??????Q12?=Q10?+Q5SIN?（Q28）?　圆弧Y坐标
??????X?（Q11）?Y（Q12）?　部分运动
??????Q28?=Q28?+Q8　角度增加
ENDWH?ILE
X?（Q3）?Y（Q4）终运动
RETURN

N20000计算圆心子程序
Q20?=?SQRT（?（Q3?-?Q1）?＊?（Q3?-?Q1）?+?（Q4?-?Q2）?＊（Q4?-?Q2）?）
Q21?=Q5＊?Q5?-?Q20＊?Q20?/4
FQ23?=?SQRT（Q21）
Q0?=Q3?-?Q1
Q24?=ATAN2?（Q4?-?Q2）起点到终点的角度
Q0?=Q20?/2
Q25?=ATAN2?（Q23）?　中心离开中线的角度
Q26?=Q24?-?Q25
Q9?=Q1?+Q5＊?COS（Q26）?　中心X坐标
Q10?=Q2?+Q5＊?SIN?（Q26）?　中心Y坐标
RETURN
CLOSE

4　结束语

??????AGV集光、机、电、计算机为一体,?综合了当今科技领域先进的理论和应用技术。以PMAC作为控制器,?能够满足AGV运动的高实时和高精度的要求,?其开放结构易于今后产品线的更新换代和系统的移植。

参考文献

1　张正义1AGV?技术发展综述1物流技术与应用,?2005（7）?:?67—73
2　PMAC2?USERMANUAL1Delta?Tau?Data?System,?Inc1,?2003
3　PMAC2?Reference1Delta?Tau?Data?System,?Inc1,?2003
4　PComm32?PMAC?32?B?itD?river1Delta?Tau?Data?System,Inc1,?2000

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