你是否想過，一臺(tái)自重3噸、載重5噸的AGV小車，如何在短短8秒內(nèi)精準(zhǔn)啟停并完成8米的位移？這背后不僅需要強(qiáng)大的動(dòng)力支持，還需要精細(xì)的控制算法。今天，我們就來拆解這一設(shè)計(jì)的技術(shù)邏輯，看看我們億控智能是如何解鎖該項(xiàng)目的。

一、設(shè)計(jì)目標(biāo)與基礎(chǔ)參數(shù)

總重量：8噸（自重3噸 + 負(fù)載5噸）。 

位移距離：8米（從A點(diǎn)到B點(diǎn)） 。

時(shí)間要求：8秒內(nèi)完成啟停 。

二、運(yùn)動(dòng)控制邏輯：速度與力量的平衡

2.1、AGV采用“勻加速-勻減速”的運(yùn)動(dòng)模式： 

1、前4秒：從靜止加速到中點(diǎn)（4米）。 

2、后4秒：從中點(diǎn)減速至終點(diǎn)（剩余4米）。 

如上圖，AGV的最高速度為：v=2*s/t=2*4/4=2m/s

2.2、AGV采用“勻加速-勻速運(yùn)行-勻減速”的運(yùn)動(dòng)模式：

1、加速段：從靜止加速到勻速速度。

2、勻速段：連續(xù)勻速運(yùn)行。

3、減速段：從勻速速度減速到靜止。

如上圖，AGV的最小平均速度為：v=s/t即v=8/8=1m/s

注：如果小車以最小平均速度運(yùn)行的話，剛好8s內(nèi)移動(dòng)8m，

所以小車無法完成加速和減速，實(shí)際可以用常見的AGV速度1.2m/s來進(jìn)行評(píng)估。

三、解鎖兩大阻力：AGV的“攔路虎”

1、只要AGV小車運(yùn)行起來，就會(huì)存在滾動(dòng)摩擦阻力（地面阻力）： 

F=8000*10*0.03=2400N

2、慣性力（加減速時(shí)的阻力）： 

F=ma=？？？

四、評(píng)估AGV小車的加速牽引力即克服慣性阻力

4.1、AGV以最高速度2m/s進(jìn)行評(píng)估：

AGV小車在起動(dòng)時(shí)從0m/s線性加速度到2m/s，在停止時(shí)以2m/s線性減速到0m/s，則加減速度相同，加減速時(shí)間均為4s。根據(jù)s=v₀t+0.5at2，v₀=0代入公式a=2s/t2可得：

a=2*4/42=0.5m/s2

此時(shí)克服AGV慣性阻力所需的牽引力為：

F=ma=8000*0.5=4000N

AGV在起動(dòng)加速時(shí)牽引力必須大于滾動(dòng)摩擦阻力與慣性阻力之和，即最小牽引力為：

F_合>2400+4000=6400N

4.2、AGV以最高速度1.2m/s進(jìn)行評(píng)估：

在起動(dòng)時(shí)從0m/s線性加速度到1.2m/s，在停止時(shí)以1.2m/s線性減速到0m/s，則加減速度相同。設(shè)勻速運(yùn)行時(shí)間為x，根據(jù)s=v₀t+0.5at2，v₀=0則a=2s/t2代入公式可得：

a=2*[(8-1.2x)/2]/[(8-x)/2]2=(8-1.2x)/[(8-x)/2]2=4*(8-1.2x)/(8-x)2

因?yàn)榧铀贂r(shí)的末端速度為1.2m/s，則平均速度v=0.6m/s，加減速時(shí)間為(8-x)/2，代入公式a=v/t可得:

a=0.6/[(8-x)/2]=1.2/(8-x)

綜合上述公式可得：

x=56/9≈6.222，a=27/40=0.675

此時(shí)克服AGV慣性阻力所需的牽引力為：

F=ma=8000*0.675=5400N

AGV在起動(dòng)加速時(shí)牽引力必須大于滾動(dòng)摩擦阻力與慣性阻力之和，即最小牽引力為：

F_合>2400+5400=7800N

4.3、其它介于1.2-2m/s的最高速度可代入上述公式自行計(jì)算。

五、精細(xì)化控制：節(jié)能與平穩(wěn)運(yùn)行的秘訣

以上為通用常規(guī)設(shè)計(jì)方法，如果控制上再做精細(xì)化處理，則可按如下原理設(shè)計(jì)以達(dá)到最優(yōu)控制效果。如下圖所示，將加速和減速進(jìn)行拆分分析：

如上圖可以利用減速時(shí)的滾動(dòng)阻力與反向牽引力同向，可以在減速階段大幅減小反向牽引力，從而降低最大牽引力或最大速度，使AGV達(dá)到既節(jié)能又能平穩(wěn)運(yùn)行的最優(yōu)狀態(tài)。

六、總結(jié)與啟示

1、設(shè)計(jì)時(shí)要平衡速度與牽引力，因?yàn)镻=Fv。 

2、選型的關(guān)鍵是舵輪輪徑與減速比的精準(zhǔn)匹配。 

3、更優(yōu)的車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，更優(yōu)的運(yùn)動(dòng)控制算法可進(jìn)一步提升運(yùn)行效率與運(yùn)行平穩(wěn)性，可通過算法優(yōu)化實(shí)現(xiàn)節(jié)能。 

4、AGV的設(shè)計(jì)不僅是“大力出奇跡”，更是物理規(guī)律與運(yùn)動(dòng)控制智能算法的完美結(jié)合。

5、工作中具體問題具體分析才是重中之重，請(qǐng)勿簡(jiǎn)單套用或斷章取義文中某些內(nèi)容作為您的參考依據(jù)。