AGV车体调节指导

1、AGV 车体调节向导I目录1、AGV 电源的检查电源的检查- 1 -1.1 AGV 电源系统简介 - 1 -1.2 AGV 电源系统检测流程 - 2 -2、伺服控制器的调整、伺服控制器的调整- 3 -2.1 舵轴伺服放大器调整- 3 -2.2 轮轴伺服放大器调整- 3 -2.3 提升机伺服放大器及编码器调整- 4 -3、伺服轴软件保护机制、伺服轴软件保护机制- 5 -3.1 失速保护机制原理- 5 -3.2 超差保护机制原理- 6 -4、舵单元参数调节、舵单元参数调节- 6 -4.1、舵单元闭环参数调节- 7 -4.2、舵单元编码器参数调节- 7 -5、驱动单元参数调节、驱动单元参数调节- 8

2、 -5.1、驱动单元编码器参数调节- 8 -5.2、驱动单元闭环参数调节- 8 -5.2.1、驱动输出死区偏置的调节- 9 -5.2.2、调节前馈参数- 10 -5.2.3、调节PID参数值- 11 -6、I/O 部分调试部分调试- 12 -6.1 导航信号的测试- 12 -6.2 地标信号的测试- 13 -6.3 RFID 读码器的测试- 13 -6.4 按钮及检测开关的测试- 14 -6.5 跟踪传感器的测试- 14 - 1 -1、AGV 电源的检查电源的检查1.1 AGV 电源系统简介电源系统简介车体整个电源系统主要由 XTB 端子（电池端） 、XTS 端子（伺服电源端） 、XTC 端子

3、（控制电源端） 、XTD 端子（控制器及传感器电源端 1）以及若干相应保险管构成。基本供电主要由电池提供，电池提供 48V 直流电源，通过直流电源转换器 DC-DC1DC-DC2可转换成 24V、12V 和 5V，保证车体各部件的电源需求。具体连接方式如下：电池通过主保险丝 FU0 与 XTB 端子相连（XTB48V） ，XTB 通过 K1 开机接触器与 XTC 相连（XTC48V） ，XTC 为整个车体控制器及传感器的基本电源，XTC 端子通过直流电源转换器 DC-DC1 和 DC-DC2 将直流电压值转换到 XTD端子（XTD24V）和显示屏电源（12V）及无线电台电源（5V） ，XTB

4、通过 K2 伺服接触器与 XTS 相连（XTS48V） ，XTS 端子为伺服放大器提供电源，受急停按钮控制，各个伺服放大器通过相应保险管从 XTS 获得供电，见图 1.1。更多有关电源系统连接方式的细节，请参看电气原理图电源系统部分。- 2 -_MBattery48VXTBXTCXTSDC-DC1DC-DC2FU0FU1MOTORSERVOLCDCONTROLLER&SENSORK1K2XTD 图 1.1 电源系统结构简图1.2 AGV 电源系统检测流程电源系统检测流程接通电源前：（1） 、接通电源前须根据 AGV 电气原理图，检测 AGV 电源连线是否正确，其中包括 48V 电源（X

5、TB、XTC、XTS） 、面板液晶显示器电源（12V） 、控制器传感器电源 24V（XTD） 、无线网桥电源（5V） 、电容接线极性以及接触器线圈端二极管的极性是否正确。（2） 、取下控制器及主要部件的电源插头（控制器VCU100、MCU50 电源、液晶显示器电源、手控盒电源、无线网桥电源、跟踪传感器电源、转换板电源插头） 。取下伺服电源保险丝，断开车轮和举升电机的供电航空插头。接通电源：（1） 、将带锁电源开关旋至 ON，检测各电源端子排（XTB，XTC，XTD）电压是否正确，注意极性。根据电气原理图纸，使用万用表测量控制器及主要器件电源插头上的电压是否正确；VCU100（24V） ，MCU

6、50（24V） ，液晶显示屏电源（12V） ，手控盒电源（24V） ，无线网桥电源（5V） 、导航转换器 GIU10（24V） ，跟- 3 -踪传感器电源（24V） 。检测结束关闭电源，完成 AGV 电源的检查。（2） 、确认各控制器电压正确后，接通控制器电源，开机进入软件操作系统，检查各伺服轴的供电是否正确，确认正确无误后，关机接通各伺服轴电源航空插头，重新开机进行伺服轴的调试。2、伺服控制器的调整、伺服控制器的调整开机前确认各控制器、传感器接线正确，连接完好。连接对应伺服轴供电电源插头，将其它待调试的伺服轴插头断开，保险丝拔掉。调整驱动轮单元伺服放大器时，请确保使用支撑随动轮将车体调整驱动

7、轮单元伺服放大器时，请确保使用支撑随动轮将车体支撑驱动单元离地。支撑驱动单元离地。2.1 舵轴伺服放大器调整舵轴伺服放大器调整注意：调试舵伺服时要断开该驱动单元航空插头。注意：调试舵伺服时要断开该驱动单元航空插头。将 PWM2 和 PWM4 上拨码开关 1，3，5，8 拨到“ON” ，将所要调试的伺服保险插入，打开电源开关，取消校正舵角操作进入到程序主界面，分别使用 1 号调零插头（图 2.1）和 2 号给定插头（图2.2）按照伺服调试手册中舵轴伺服放大器的调试步骤进行调整。调整完毕后，按下急停按钮，取下对应保险丝，进行下一项的调整。2.2 轮轴伺服放大器调整轮轴伺服放大器调整将 PWM1 和

8、 PWM3 上的拨码开关 3，4，5，8 拨到“ON” ，将所要调试的伺服保险插入，打开电源开关，取消校正舵角操作进入到程序主界面，分别使用 1 号调零插头和 2 号给定插头按照伺服调- 4 -试手册中轮伺服放大器调试步骤进行调整。调试结束后要按下急停开关，取下对应保险丝。图 2.1 伺服放大器 1 号调零插头图 2.2 伺服放大器 2 号给定插头2.3 提升机伺服放大器及编码器调整提升机伺服放大器及编码器调整注意：提升机伺服放大器（注意：提升机伺服放大器（TPM400-48）调试时也要断开举升）调试时也要断开举升的航空插头。的航空插头。- 5 -确认伺服放大器各插头连接正确，插入对应的伺服保

9、险，打开电源开关，取消校正舵角进入到程序主界面，连接伺服数据线到调试用笔记本电脑，打开设置软件，松开急停按钮伺服上电，调试过程详见伺服调试手册中 TPM400-48 调整方法，调试完成后按下急停按钮断开电源。本系统提升机编码器采用 CAN 通信的绝对编码器，在调整提升机伺服放大器的同时，也要对绝对编码器进行初步的设置，设置内容包括：是否 CAN 终端设备，波特率设定及 CAN 总线地址设定。当该编码器为 CAN 总线终端设备时，需要将 RT拨码开关拨到ON 上，此时，编码器内部的 120 电阻将并联在 CAN 总线上，保证正常通信，如果非终端设备，则不需要拨此拨码开关（是否为终端设备，请参考电

10、气原理图 CAN 总线部分） 。波特率的设置：出厂时的设置将波特率设置在 4 上。CAN 总线地址设置：CAN 总线地址包括两位，对于前提升机编码器将 X10 位设置为 1，X1 为设置 9。对于后举升编码器将 X10位设置为 2，X1 为设置为 0。 （对于单举升 AGV 编码器 CAN 设置按照前举升设置设定。 ）3、伺服轴软件保护机制、伺服轴软件保护机制对于驱动轮单元（驱动轮轴和舵轴） ，软件中针对于伺服轴有两种保护机制：失速保护和超差保护。3.1 失速保护机制原理失速保护机制原理当某一伺服轴的伺服给定输出值超过检测输出量门限值，程序- 6 -内部开始记录当前码盘值，如果码盘值在设定的失

11、速检测时长内没有发生任何变化，则报失速错误，断掉当前 MCU50 的 ALLOK 信号。如果将失速检测延时长度值和失速检测输出量门限值均设为0，则程序不进行失速检测。MCU50 程序默认失速检测延时长度为0，失速检测输出量门限值为 0，即默认情况下失速保护是关闭的。在进行新伺服轴调试时需要首先将该保护关掉，当伺服轴参数调节完毕，再根据当前伺服轴性能将该保护机制打开，并设定这两个参数，使其不误报并能很好的保护该伺服轴。3.2 超差保护机制原理超差保护机制原理伺服轴的运动依据位置闭环原理来进行，所以伺服轴根据上位机的指令进行速度模式或是位置模式的闭环。当软件内部规划位置与伺服轴实际运动位置差值达到

12、一定数值的时候，超差保护即起作用，检测出超差的 MCU50 将自身 ALLOK 信号断掉。超差保护也是可以被关闭的，如果将伺服轴的超差码设置为 0，则关闭了伺服轴的超差保护检测。MCU50 程序默认将超差码预设为 0，上位机软件启动时设置超差码。在进行新伺服轴调试时需要首先将该保护关掉，当伺服轴参数调节完毕，再根据当前伺服轴性能将该保护机制打开，并设定超差码参数，使其不误报并能很好的保护该伺服轴。4、舵单元参数调节、舵单元参数调节调节目标：参数调节后舵快速、平稳转到目标位置并停止。对- 7 -于舵角调节进行 5 米无导航直线行走测试，车体左右偏差小于50mm。4.1、舵单元闭环参数调节、舵单元

13、闭环参数调节（1）先调比例（P）项，使该值尽可能大，一直将该项增大到舵即将振荡的程度，这样可以使舵响应迅速；（2）调节积分（I）项，增加一些积分项值可以消除系统静差，但积分项调节过大也会引起振荡；（3）如果积分项不为 0 的话，积分饱和项（Is）和积分分离限（Il）也必须设置，积分饱和是对积分项能量的限制，并且当位置误差小于积分分离限时积分项起作用。积分分离限为 0 时，认为积分分离限为无限大。积分饱和限为 0 时，认为积分饱和限为无限大。最终通过调节 PID 参数使舵控制时能快速平稳转动，并最终停止在目标位置上。4.2、舵单元编码器参数调节、舵单元编码器参数调节（1）AGV 上电，启动车体软

14、件，取消校正舵角操作，按 sys键进入系统参数设置界面（见 AGV 操作手册） ，进入舵单元参数设置，将舵角的零位偏差（Home offset）设置为 0。退出系统软件，重新启动。此时松开急停按钮复位，进行校正舵角操作。保留舵角偏差进入手动操作的动态观察界面查看舵轴编码器的读数。手动转动舵轴，调正舵轮使舵轴居于零位，记录编码器读数，必将其设置- 8 -到 Home offset 当中，重新启动软件，校正舵角，检查设置是否合适。注：如果校正舵角时，偶然出现有位置不到或转过零位的现象，说明舵编码器索引脉冲与零位检测开关位置较近，应将舵编码器取下，旋转轴心约 5-10 度后重新安装，然后重复以上步骤

15、进行设置。（2）进行 5 米无导航行走测试，再反复微调“Home offset”参数，直至 AGV 无导航行走 5 米左右偏差小于 50mm。（3）最大误差码的设置，最大误差码是指舵转动实际位置与设定位置的允许最大偏差，当舵转动的实际位置与设定位置偏差超过该设定值，车体即报错显示为舵单元超差，并将当前 MCU50 的ALLOK 输出断掉。注：舵机构转动一周软件记录的码数为舵机构机械安装的编码注：舵机构转动一周软件记录的码数为舵机构机械安装的编码器转动码数的器转动码数的 4 倍。倍。5、驱动单元参数调节、驱动单元参数调节5.1、驱动单元编码器参数调节、驱动单元编码器参数调节（1） 根据车体驱动电

16、机出厂参数及机械连接设计设定电机转速、电机减速比及驱动单元码盘线数。（2） 进行 5 米无导航行走测试，根据车体实际行走距离来调节车轮直径。计算公式如下：车轮实际直径实际行走距离原车轮直径/5 米- 9 -5.2、驱动单元闭环参数调节、驱动单元闭环参数调节驱动单元闭环控制参数调节要求驱动单元运动响应快速，加减速平稳平滑，车体带满载时驱动依然有力，响应迅速。如下参数需要进行人为调节：驱动输出死区偏置驱动前馈参数PID 参数ACBDE图 5.1 控制输出与速度之间的关系A控制输出B速度C死区偏置D前馈参数（斜率）E带前馈的输出曲线- 10 -5.2.1、驱动输出死区偏置的调节、驱动输出死区偏置的调

17、节（1）将驱动正向死区、反向死区、比例因子、积分因子、积分限、积分饱和限、微分因子、微分滤波因子、最大误差码设定值为 0，前馈因子（FF）预设值为 500，（2）将 AGV 转换到手动控制模式下，并进入驱动轴状态观察界面，手动控制车体沿直线向前运动（注：当车体驱动单元最大误差码设定值为 0 时，车体驱动方向没有超差保护，操作需谨慎） ，记录当车体处于行走临界状态时的设定速度绝对值（vmove） ，将该值记录下来，则正向死区计算公式如下：正向死区vmove*FF反之，手动控制车体沿直线向后运动时同样记录车体行走临界状态设定速度绝对值 vmove，反向死区vmove*FF正向死区和反向死区均为正值

18、。（3） 如果当设定速度达到最大时车体依然不运动，适当增加 FF 数值再做（2）的测试，如果设定速度刚刚有值时车体就发生运动，适当减小 FF 数值再做（2）的测试，以便得到的数值更为精确。（4） 根据经验，将死区偏置值（包括正向死区和反向死区）设定为相对实际值小一些比设定为相对实际值大一些更容易获得平稳的驱动性能。- 11 -5.2.2、调节前馈参数、调节前馈参数（1）将驱动正向死区、反向死区值根据 5.2.1 中的测量计算填入到参数配置表中，比例因子、积分因子、微分因子、微分滤波因子、积分限、积分饱和限、最大误差码设定值为 0，前馈因子（FF）预设值为 500。（2）将 AGV 转换到手动控

19、制模式下，并进入驱动轴状态观察界面，手动控制车体沿直线向前运动和向后运动，分别在双向低速和高速车体运动过程中观察驱动方向运动实际速度和设定速度。（3）适当调节前馈参数使（2）的测试中观察到的实际速度和设定速度尽可能贴近一致，将得到的最佳前馈参数值乘以 0.9 填入到参数表中。5.2.3、调节、调节 PID 参数值参数值（1）先调比例因子（P） ，使该值尽可能大，一直将该项增大到车体驱动方向运动即将振荡的程度，然后将该值乘以 0.9 填入到参数表中；（2）适当增加积分因子（I）可以增加驱动轴运动的响应速度，但积分因子过大同样也会引起驱动轴振荡。如果积分因子不为 0，则需要配置积分饱和限（IS）

20、，根据经验，积分饱和限值可以设定和死区偏置值相同。积分分离限为 0 时，认为积分分离限为无限大。积分饱和限为 0 时，认为积分饱和限为无限大。（3）微分因子（D）通常情况下设置为 0，不需要配置，只对于某- 12 -些性能线性度不好，性能特殊的驱动单元才需要设置该项，微分因子在运动控制模型中用来抑制控制输出的波动。（4）微分信号的引入可以改善系统的动态特性，但也易引进高频干扰，在误差波动时尤其显出微分项的不足。微分滤波因子的引入可以使系统性能得到改善。微分滤波因子可以抵消一部分由于微分的引入而导致电机的一些噪音，一般情况下该项设为 0。（5）最大误差码的设置，最大误差码是指驱动轴实际位置与设定

21、位置的允许最大偏差，当驱动轴的实际位置与设定位置偏差超过该设定值，车体即报错显示为驱动单元超差，并将当前 MCU50 的ALLOK 信号断掉。注：注：驱动机构转动一周软件记录的码数为驱动机构机械安装的驱动机构转动一周软件记录的码数为驱动机构机械安装的编码器转动码数的编码器转动码数的 4 倍。倍。6、I/O 部分调试部分调试通过前四部分的调试 AGV 已经具备手动操作运行的性能，接下来要做的是测试各 I/O 信号，可以通过进入到车体软件的查看设置进行观察（见 AGV 操作手册查看功能） ，测试信号是否正确。6.1 导航信号的测试导航信号的测试导航信号是 AGV 能够完成自动运行的基础，车体的前后两端都装有磁导航传感器，并通过 GIU10 连接到 VCU100 进行信号的传递通信。- 13 -测试方法：开机进入手动操作界面或查看界面，见图 6.1，将导航磁条放到磁导航传感器下方有效距离内左右移动，观察界面的读数由-15 到+15 变化，即为导航信号正确。如果界面