Vous êtes-vous déjà demandé comment un AGV-auto-pesant 3 tonnes avec une charge utile de 5-tonnes peut démarrer, s'arrêter et parcourir 8 mètres avec précision en seulement 8 secondes ? Réaliser cet exploit nécessite non seulement un support d’entraînement puissant, mais également des algorithmes de contrôle sophistiqués. Aujourd'hui, nous allons décomposer la logique technique derrière cette conception et montrer comment notre équipe YIKONG Smart a débloqué ce projet.
1. Objectifs de conception et paramètres de base
Poids total :8 tonnes (3 tonnes de poids propre- + 5 tonnes de charge utile)
Déplacement:8 mètres (du point A au point B)
Exigence de temps :Démarrage-arrêt complet en moins de 8 secondes
2. Logique de contrôle de mouvement : équilibrer la vitesse et la force
2.1 Utilisation d'un mode de mouvement « Accélération uniforme – Décélération uniforme » :
4 premières secondes :Accélérez de l'arrêt jusqu'au point médian (4 mètres).
4 dernières secondes :Décélérez du point médian au point final (4 mètres restants).
Comme le montre le diagramme, la vitesse maximale de l'AGV est calculée comme suit :
v=2*s/t=2*4/4=2m/s
2.2 Utilisation d'un mode de mouvement « Accélération uniforme – Vitesse constante – Décélération uniforme » :
Phase d'accélération :Accélérez depuis l'arrêt jusqu'à une vitesse constante.
Phase à vitesse constante :Courez à vitesse constante en continu.
Phase de décélération :Décélérez de la vitesse constante jusqu'à zéro.
D'après le diagramme, la vitesse moyenne minimale est :
v=s/t,v=8/8=1m/s
Note:Si l'AGV fonctionnait à cette vitesse moyenne minimale, il parcourrait exactement 8 mètres en 8 secondes-, ne laissant aucune place à l'accélération ou à la décélération. En pratique, une vitesse AGV typique de 1,2 m/s est utilisée pour l’évaluation.
3. Surmonter deux résistances majeures : les « obstacles » pour l’AGV
Résistance au frottement au roulement (résistance au sol) :
Une fois que la roue motrice de l’AGV est en mouvement, la friction de roulement entre en jeu. Il est estimé à :
F=8000*10*0.03=2400N
Résistance à l'inertie (résistance lors de l'accélération/décélération) :
Ceci est donné par :
F=m×aF=m \\times aF=m×a
(Calcul à déterminer en fonction de la phase d'accélération.)
4. Évaluation de la force de traction d'accélération de l'AGV pour surmonter la résistance inertielle
4.1 Évaluation à une vitesse maximale de 2 m/s :
L'AGV accélère linéairement de 0 m/s à 2 m/s et décélère jusqu'à 0 m/s, avec des phases d'accélération et de décélération d'une durée de 4 secondes.
En utilisant l'équation s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (avec v0=0v_0=0v0=0),
on trouve :a=2*4/4²=0.5m/s²
La force de traction nécessaire pour vaincre la résistance d’inertie est alors :
F=ma=8000*0.5=4000N
Par conséquent, la roue motrice de l’AGV doit fournir une force de traction supérieure à la somme du frottement de roulement et de la résistance d’inertie :
Ftotal>2400+4000=6400 N
4.2 Évaluation à une vitesse maximale de 1,2 m/s :
L'AGV accélère de 0 m/s à 1,2 m/s et décélère jusqu'à 0 m/s, avec des phases d'accélération et de décélération égales.
Laissez la phase de vitesse constante durer xxx secondes. En utilisant l'équation s=v0t+0.5at2s=v_0 t + 0.5at^2s=v0t+0.5at2 (avec v0=0v_0=0v0=0),
nous avons :a=2*[(8-1.2x)/2]/[(8-x)/2]²=(8-1.2x)/[(8-x)/2]²=4*(8-1.2x)/(8-x)²
Étant donné que la vitesse terminale lors de l'accélération est de 1,2 m/s, la vitesse moyenne est de 0,6 m/s et le temps d'accélération (ou de décélération) est (8−x)/2(8 - x)/2(8−x)/2, on peut également exprimer :
a=0.6/[(8-x)/2]=1.2/(8-x)
La résolution de ces équations donne approximativement :
x=56/9≈6.222,a=27/40=0.675
La force de traction nécessaire pour vaincre la résistance d’inertie est alors :
F=ma=8000*0.675=5400N
Ainsi, la force de traction minimale doit satisfaire :
Ftotal>2400+5400=7800 N
4.3 Pour des vitesses maximales comprises entre 1,2 m/s et 2 m/s :
Vous pouvez remplacer les valeurs de vitesse spécifiques dans les formules ci-dessus pour calculer les forces requises.
5. Contrôle fin : le secret de l’efficacité énergétique et du bon fonctionnement
Les méthodes ci-dessus décrivent une approche de conception générale. Grâce à des techniques de contrôle plus raffinées, les phases d'accélération et de décélération peuvent être analysées séparément pour des performances optimales.
Par exemple, comme illustré, l'alignement de la résistance au roulement pendant la décélération avec la force de traction inverse peut réduire considérablement les exigences de traction inverse, abaissant ainsi la force ou la vitesse de traction maximale requise. Cela permet au système de roues motrices de l'AGV d'atteindre un état optimal qui est à la fois économe en énergie-et fonctionne en douceur.
6. Résumé et informations
Équilibre vitesse et traction :Depuis P=Fv
Correspondance critique :La clé d’une sélection appropriée des composants est la correspondance précise du diamètre de la roue motrice de l’AGV avec le rapport de réduction.
Conception et algorithmes améliorés :Une structure de véhicule améliorée et des algorithmes de contrôle de mouvement optimisés peuvent encore améliorer l'efficacité et la fluidité opérationnelles, réalisant ainsi des économies d'énergie grâce au raffinement des algorithmes.
Intégration de la physique et du contrôle :La conception d'un AGV n'est pas seulement une question de puissance brute - : c'est le mélange parfait de principes physiques et d'algorithmes de contrôle de mouvement intelligents.
Cas-Analyse spécifique :Chaque question doit être analysée en détail en fonction des circonstances spécifiques ; ne vous contentez pas d’appliquer ou d’interpréter mal certaines parties de cette analyse comme une solution universelle.
