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基于多台AGV调度的物流分拣系统

日期:2017/7/13作者:www.51lunwen.com编辑:wangju点击次数:151
销售价格:150元论文编号:lw201707131713192170论文字数:34628 
论文属性:硕士毕业论文论文地区:中国论文语种:中文 

第 1 章 绪论


1.1 课题来源及研究的背景和意义

网购已经成了大多数现代人生活中不可或缺的一部分,而在网购中除了商品品质问题以外,购买者最关心的就是物流问题了,而物流问题中最受关注的就是物流配送的速度问题。举个例子,天冷了,如果消费者在网上购买一床棉被,当然是希望商品能够以最快的速度送到手里,这样才能及时用来御寒。更加典型的一个例子就是现在非常流行的“双十一”购物节,在此期间物流商品一般都要一个星期左右才能送到客户的手里,有些要半个月甚至是更长的时间才能送到客户手中,这样网购的即时性就大大的降低了,也使得客户购物体验的满意度大大降低。

...............


1.2 自动化物流分拣的发展现状

我国目前的自动化物流分拣主要还是依靠着大型的物流分拣设备,虽然具有较高的物流分拣效率,但是物流分拣设备的大型化就决定了工作场地的大型化,这样就大大的限制了物流分拣的适用范围。我国的自动化物流分拣的发展还处于大型化的阶段,主要适用于大型仓库,进行大批量大包裹的自动化物流分拣。但是现如今,小包裹、小型化的物流分拣的应用范围却越来越广。我国的自动化分拣设备中,比较先进且比较常用的就是自动分拣机了,自动分拣机主要由自动分拣系统进行控制[5]。自动化分拣机是一整套极其大型的自动化设备[6]。其占地面积一般都在 20000m2 以上,主要是因为它的机械传输线很长,一般的传输下的长度都在 50m 以上。再配备相应的机电一体化设备和控制硬件,建立 10-15m 高的立体仓库,就让自动分拣机显得更加臃肿,使用范围也越发局限。

...............


第 2 章 AGV 控制系统的设计


2.1 AGV 小车的的运动分析

以两轮独立驱动小车为例子,AGV 小车的运动状态示意图如图 2.1 所示[11]。根据理论力学中的动力学原理和刚体转动原理可知,AGV 小车在任意时刻车体速度瞬心为 O,小车在任意时刻均绕 O 点转动[12]。根据计算公式 2.5-2.7,可以通过计算得到 AGV 小车 t=0 初始条件下的运动状态,通过调节 AGV 小车左右两个驱动轮的转动速度,就能够跟踪控制 AGV 小车的运动状态[14],从而保证 AGV 小车能够按照我们希望的轨迹运动。但是控制偏差是不可避免的,假设在时间后,产生位移偏移量,角度偏移量。

...............


2.2 AGV 系统总体构架设计

想要将 AGV 应用于物流分拣系统当中,结合上一节的 AGV 小车运动学的分析,这就要求 AGV 的结构简单,易与控制。而在 AGV 物流分拣系统中一般工作量较大,所以一般情况下 AGV 小车的数量也比较多,为了节约成本这就更加要求每台 AGV 的软硬件结构都比较简单且易于控制,这样就能节约成本。为了满足以上的一些要求,并且使 AGV 能够完成物流分拣的任务,AGV 小车的控制系统按照功能主要可以分为以下几个模块:arduino 控制模块、电源模块、电机驱动模块、无线 wifi 通讯模块、舵机翻转模块[15]。

...............


第 3 章 基于 A*算法的路径规划...............20

3.1 A*算法介绍...............20

3.2 A*算法的的步骤和流程...............21

第 4 章 改进 A*算法的路径规划 ............... 33

4.1 改进 A*算法后的多台 AGV 路径规划...............33

4.2 多台 AGV 路径规划的模拟实验...............39

第 5 章 AGV 小车的调度...............49

5.1 AGV 物流分拣的流程...............49

5.2 建立 AGV 物流分拣模型...............51



第 5 章 AGV 小车的调度


5.1 AGV 物流分拣的流程

物流包裹上面的快递条码上包含了包裹是所有物流信息,此处就需要通过一个能够识别快递条码的扫描仪来获取快递包裹的物流信息。即是获得了一个物流分拣任务,而将一个的包裹置于一台 AGV 小车上,就相当于为这台 AGV 小车分配了一定的物流分拣任务。而包裹中的物流信息包含了快递包裹的目的地,这个目的地就作为是 AGV 小车路径规划中的目标位置(即 D 点)。快递包裹上物流信息是通过扫描仪扫描快递条码直接得到的,这样就得到了对应的物流分拣任务。而此处直接将快递包裹放置在 AGV 小车顶部的托盘上。所以在快递包裹放置在 AGV 小车上面的时候,该 AGV 小车的物流分拣任务就已经分配给 AGV 小车了,只是此时还不知道该物流分拣任务是什么。只有当扫描仪扫描快递条码得到分流分拣信息后,才知道该 AGV 对应的物流分拣任务具体是什么。

...............


5.2 建立 AGV 物流分拣模型

物流分拣的目的是为了将每一个快递包裹根据不同的目的地进行分类,将同一个目的地的包裹由 AGV 小车运输到与目的地相对应的仓库中,这样在同一个仓库中的包裹就可以直接从仓库中发出,在经过物流公司的运输和派件将快递包裹运输到对应的目的地,并派送给对应的收件人。通过 AGV 小车的物流分拣过程,将快递包裹根据目的地分类存放后可以大大的提高物流包裹的整个运输和派送的效率以及准确性。AGV 调度模型的建立实际上就是对调度过程中的仓库周围环境以及调度过程的的一个抽象的过程。

...............


结论

物流自动化系统是物流产业研究的一个重要课题,有着极大的应用潜力,同时也是工业自动化的研究范畴,与“工业 4.0”和 “中国制造 2025”的发展理念及其契合。本文研究的是一个基于多


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