基于CAN总线体系的AGV车体参数调节向导.doc

基于 CAN 总线结构的激光导航 AGV 调试手册- 2 -目　　录1、舵单元参数调节 ................................................................- 3 -1.1、舵单元闭环参数调节 ......................................................- 3 -1.2、舵单元编码器参数调节 ..................................................- 3 -2、驱动单元参数调节 ............................................................- 4 -2.1、驱动单元编码器参数调节 ..............................................- 4 -2.2、驱动单元闭环参数调节 ..................................................- 4 -3、激光导航参数的调节 ........................................................- 6 -3.1、激光头安装角度（θ）调试 ..........................................- 7 -3.2、激光头 Y 位置的调试 .....................................................- 8 -3.3、激光头 X 位置的调试 .....................................................- 9 -- 3 -1、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 50mm1.1、舵单元闭环参数调节（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 1.2、舵单元编码器参数调节（1）AGV 上电，启动车体软件，在进行舵角调零时忽略此步骤，进入手动操作方式，手动转动舵，通过“操作－查看－电机及伺服轴状态－舵轴”菜单查看“索引脉冲”一项，当该项值发生变化时，记录当时的舵电位计 A/D 值，将该变化范围起始值和变化范围值分别填入到车体参数文件“驱动单元属性”－“索引脉冲位置”和“索引搜索范围” ，并将“零位－索引偏差”一项设为 0注：如果目测舵角在 0 度左右变化很大一个范围的情况下仍然找不到索引脉冲信号，说明舵码盘安装有问题，应将索引脉冲重新找到后并安装，保证在舵角在 0 度角附近可以找到索引脉冲。

2）目测 0 舵角位置与舵实际位置差值，预设参数文件“零位－索引偏差”值重启后再观察舵角实际位置与 0 舵角位置偏差，反复调节“零位－索引偏差”直至目测舵实际位置与 0 舵角位置一致3）进行 5 米无导航行走测试，再反复微调“零位－索引偏差”直至 AGV 无导航行走 5 米左右偏差小于 50mm4）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，车体即报错为舵单元超差，并将车体伺服机构电断掉注：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器转动码数的4 倍 4 -2、驱动单元参数调节2.1、驱动单元编码器参数调节（1） 根据车体驱动电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2.2、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：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- 5 -2.2.1、驱动输出死区偏置的调节（1）将驱动正向死区、反向死区、比例因子、积分因子、微分因子、积分限（微分滤波因子） 、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。

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2.2.2、调节前馈参数（1）将驱动正向死区、反向死区值根据 2.2.1 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、积分限（微分滤波因子） 、积分饱和限、最大误差码设定值为 0，前馈因子（FF）预设值为 5002）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2.2.3、调节 PID 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） ，根据经验，积分饱和限值可以设定和死区偏置值相同3）微分因子（D）通常情况下设置为 0，不需要配置，只对于某些性能比较棘手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，在误差振动突变时尤其显出微分项的不足积分限（微分滤波因子）的引入可以使系统性能得到改善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，车体即报错为驱动单元超差，并将车体伺服机构电断掉注： 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编码器转动码数的 4 倍 6 -- 7 -3、激光导航参数的调节当车体参数调节结束后，需要进行车体导航参数的调节在进行导航参数调节前需要一个空阔的导航区域，导航区域内反光板应该测量完毕且测量效果良好本节只对三轮系 AGV的激光导航参数调节方法进行详细说明激光导航 AGV 的导航参数主要包括激光头相对于车体坐标体系的 X，Y 和 θ图：三轮系车型激光头位置参数模式编号 注释1 车体坐标系 X 轴2 车体坐标系 Y 轴3 车体参考点（车体坐标系圆点）4 激光头在车体坐标系中的 X 坐标5 激光头在车体坐标系中的 Y 坐标6 激光头 0 角度线（激光头自身坐标系 X 轴）7 与车体坐标系 X 轴平行的平行线8 激光头的安装角度（激光头自身坐标系与车体坐标系的偏角）由于车体机械安装上各车体间一定存在一些细小差异，所以对于出厂的每一辆激光导航的AGV 都需要进行激光头参数 X,Y, θ 的独立调节设置。

在进行调试前需要在调试场地内做如下图所示的调试路段如果条件允许，测试路段总长最好不要小于 10 米进行测试时建议使用离线任务并将车体运行速度控制在 0.1 米/秒 8 -图：导航参数调试所需路段示意图3.1、激光头安装角度（θ）调试这个参数影响到车体在行走路线上的左右偏移量大小，这个值总为正值，其角度如下图所示：图：激光头安装角度示意图编号 说明1 激光头 0 角度线（激光头自身坐标系 X 轴）2 与车体坐标系 X 轴平行的平行线调节这个参数（0º=<θ=360º）使车体在前进和后退时行走轨迹为一条线调节过程如下：1、 使车体在测试路段上沿一个方向行走，当行走至路段中间时手动将车暂停，沿车体 X轴在地面做一条标记线，并标明车体行走方向，如下图所示 9 -2、 做完标记后使车体继续运行，当车体到达路段终点后让车体沿刚才路线后退行走，即车头与车尾方向不进行调换，使车体沿前一路线从终点退回到起点，在车体退回到前一做标记处手动暂停，再次沿车体 X 轴方向在地面做一条标记线，并标明车体行走方向，如下图所示3、 调节激光头安装角度直至车体按步骤 1 和 2 的行走路线重合为一条直线参数调节精度为 0.1º。

该项调节结束后将该参数下载到车体参数配置文件中，并重新启动车体软件3.2、激光头 Y 位置的调试进行该项参数调节，需要保留 3.1 节中的调试路段及最终调试结果在地面所标记的重合线调节过程如下：1、 相对于 3.1 中车头和车尾的方向将车头和车尾方向进行调换，并沿 3.1 中的车体行走路线进行再次行走当车体行走到 3.1 中重合线标记处，沿车体 X 轴方向再次做一条标记线，注意不要与以前的标记线标记混乱 10 -2、 将 1 中的标记线与 3.1 中的重合标记线作为参考，将两条线的距离（D）测量出来，并根据该测量结果进行激光头安装位置 Y 参数的调节，如下图所示：将测量出的 D 值记录，将 D/2 值加或减到当前车体参数配置文件中激光头坐标值 Y 参数中，并重新下载车体参数文件，重新启动车体软件后进行 3.1 和 3.2 中车体方向同一路段的行走测试，确认车体在来回调换车头行走路线为重合路线提示：·舵机械结构上的间隙松驰有时会影响到激光头安装角度（ θ ）的调节·地面不平和未调节的舵控制参数会使车体在测试路段上行走时摇晃这时可以使用较低的车体运行速度（ 0.1 米 /秒） ，并可以采用更多的车体暂停点以便根据各暂停点所标记的车体运行路线来确定最接近理想的车体运行线。

·错误的舵角参数－ “零位－索引偏差 ”设置会影响激光头安装位置 Y 参数的调节，所以尽可能将舵角参数调节好一些·一定要按以上所说明的步骤进行调试，每调节结束一个参数后一定将该参数下载到车体参数文件中并重新启动车体软件，目的是为了使调节好的参数生效3.3、激光头 X 位置的调试该参数主要影响车体在转弯时的导航状态调节该项参数时包括以下两个步骤：1、 调节停止距离参数（需要车体配置软件支持，如不支持，忽略此步骤）2、 调节激光头位置 X 参数3.3.1、车体停止距离参数的调节（如配置软件不支持，忽略此步骤）进行车体停止距离的调节时，车体方向不发生变化，调试过程如下：1、 令车体按图①行走方向到站点停车，在地面标记下车体停车后车体参考点的位置2、 令车体按图②行走方向到同一站点停车，在地面标记下车体停车后车体参考点的位置3、 反复调节车体停止距离参数直到。