基于嵌入式运动控制器的立体仓库控制系统设计

论文摘要

自动化立体仓库是现代物流技术领域出现的一种新型仓储方式,集信息、存储、管理于一体的高技术密集型机电化产品；由于其具有节约劳动力,作业迅速准确,提高保管效率等优点,它将受到越来越多的应用。同时,分析研究了嵌入式操作系统及其发展趋势,因其具有小巧、实时、可裁剪、强稳定、统一接口的优点受到了越来越多的关注。结合现代计算机技术、通信技术、信息技术等应用,本文着重研究自动化立体仓库的控制技术,探讨了基于嵌入式运动控制器的立体仓库控制。该控制器由X86嵌入式处理器和操作系统Windows CE.net构成了一个完整的嵌入式系统。比较目前流行的嵌入式操作系统,并通过分析选择Windows CE系统作为软件环境；重点研究了Windows CE操作系统的体系结构,特点及其应用程序的开发方法和要点。结合软件开发,选择Embedded Visual C++（EVC）编译器,通过此开发工具编写具有良好人机交互性的应用程序界面。本文运用嵌入式运动控制器和编程环境EVC,完成了四轴连续轨迹运动控制的模拟仿真,实现了货架的移动、天车的水平运动、堆垛机的升降运动还有货叉的伸缩运动：同时,对堆垛机的路径进行分析,研究路径的优化问题,采用遗传算法,通过对交叉算法中顺序交叉和贪婪交叉路径最优的比较,实现了存取货物路径的最优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源与背景
• 1.2 课题意义
• 1.3 课题目的
• 1.4 嵌入式操作系统特点和发展趋势
• 1.5 立体仓库的国内外发展现状以及发展趋势
• 1.6 研究内容及章节安排
• 第2章 立体仓库控制系统的开发
• 2.1 控制系统的组成
• 2.1.1 系统的规划
• 2.1.2 移动货架
• 2.1.3 天车
• 2.1.4 堆垛机与货叉
• 2.2 控制系统设计
• 2.2.1 四轴运动控制方案
• 2.2.2 移动货架控制方案
• 2.2.3 堆垛机工作过程分析
• 第3章 算法选择与介绍
• 3.1 算法分析与选择
• 3.2 遗传算法概述
• 3.3 遗传算法的基本描述
• 3.3.1 遗传算法的基本流程
• 3.3.2 遗传编码
• 3.3.3 初始化群体和终止循环
• 3.3.4 适应度函数
• 3.3.5 遗传算子
• 3.3.6 控制参数和选择
• 第4章 嵌入式系统简介
• 4.1 嵌入式操作系统的基本概念
• 4.2 几款流行的嵌入式操作系统
• 4.3 运动控制器和Wince操作系统介绍
• 4.3.1 嵌入式运动控制器
• 4.3.2 运动控制器外围端子接口
• 4.3.3 微处理器Intel 486
• 4.3.4 Windows CE.net操作系统
• 第5章 Windows CE应用开发
• 5.1 Windows CE.net内核定制
• 5.1.1 完整的Windows CE.net系统内容
• 5.1.2 Windows CE.net的重要组件
• 5.1.3 建立基本的操作系统镜像
• 5.1.4 操作镜像的生成
• 5.2 Windows CE.net应用软件开发及流程
• 5.2.1 Embedded Visual C++介绍
• 5.2.2 应用程序开发流程
• 第6章 立体仓库控制系统的软件实现
• 6.1 动态链接和初始化
• 6.1.1 Windows CE下的动态链接
• 6.1.2 运动控制器初始化
• 6.1.3 单轴运动与多轴协调
• 6.2 堆垛机路径优化算法的实现和仿真
• 6.2.1 实例分析
• 6.2.2 算例求解最优路径
• 6.3 软件模块
• 6.3.1 立体仓库控制系统操作界而设计
• 6.3.2 货架总控制流程图
• 6.3.3 存货流程图
• 6.3.4 取货流程图
• 第7章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢