货架穿梭车用于在货架间传送货物,实现仓储系统货物出入库自动化管理,其运动速度和定位精度直接影响自动化立体仓库的货物吞吐速率。本文围绕货架穿梭车高速条件下的定位精度这一关键技术问题开展研究,主要研究工作和结论如下:本文提出了穿梭车运动控制算法,以实现穿梭车在高速条件下的准确定位。采用S曲线规划穿梭车的速度参考曲线,双闭环控制跟随给定参考速度。设计了行走电机矢量控制算法,采用SVPWM技术在三相绕组线圈中生成相位角相差120°正弦波电流波形,减弱电机输出转矩脉动。提出了前馈解耦和内模控制方法对电流环调节器参数进行整定,前馈解耦实现交叉耦合电动势的解耦,内模控制解决前馈解耦对电机模型的高精度要求,减弱系统对电机模型参数的敏感度。大负载变化范围是影响穿梭车运动定位精度的主要因素,为此,本文提出了穿梭车运动位移偏差补偿的方法,在最大速度处计算实际运动位移,并与同时刻S曲线参考位移比较得到位移偏差量,计算出实际负载。根据该负载值对后续轨迹进行重新规划,在穿梭车进入减速阶段前调整匀速运动阶段的时间,以减小变负载对穿梭车运动定位精度的影响。研发了穿梭车控制板卡,选用ARM作为硬件板卡的主控芯片,以太网模块采用硬件协议芯片实现,降低受网络攻击的可能性,通过硬件逻辑电路在芯片内部完成TCP/IP握手并实现网络协议,节省MCU资源。SVPWM矢量控制算法以相电流作为输入,采用三电阻采样电路作为电机的相电流采样电路,电流采样窗口大,采集到的电流值精确可靠。通过Simulink搭建电机双闭环矢量控制仿真模型,对上述算法进行仿真分析,验证了算法的可行性和有效性。该算法和控制板卡实现了与穿梭车的集成,并进行了实验测试。实验数据表明,该穿梭车系统能够实现最大3.5m/s的运行速度,定位误差小于2mm,能够准确地完成作业指令,搬运过程速度变化平滑,无冲击现象。