基于PMAC2 PC-104运动控制器实现AGV地面控制系统的设计
自动引导车（agv） 是现代工业自动化物流系统中的关键设备之一， agv在地面控制系统的统一调用下能够实现货物自动搬运、无人传送等 。
agv的工作特点要求agv控制系统应具备电机多轴控制、多传感器数据实时采集与处理、与上位机数据交换等功能。目前， 由于采用单片机成本低、集成度高、使用方便， 在运动控制中得到广泛应用， 但其很难控制多轴设备; plc工作可靠、控制的i/o点数多， 但控制2个电机进行插补运动困难， 控制多轴设备的成本高。dsp运动控制卡能够进行2 轴及多轴控制， 价格不高， 但必须和工控机配合使用， 功能还不够完善， 仍需进行大量的软件开发工作。
本文提出一种以pmac2 pc - 104运动控制器作为控制器的agv底盘控制系统， 采用pmac作为控制器使多轴控制变得更简单， 控制系统更具开放性且实时性强。
1agv系统硬件构成
pmac （ programmable multi-axis controller） 是美国delta tau数字系统公司推出的一种可编程多轴运动控制器， 它采用motorola公司的dsp56300处理器作为cpu， 可以实现最多8个坐标系同时运动，可以通过存储在其内部的程序单独操作 ， 使用pmac作为agv控制器， 物理结构可以大大简化，系统设计和调试过程也变得更简单。
agv采用4轮- 双轮驱动， 左右2个同轴轮独立驱动， 通过2轮差速实现agv行驶状态的调整， 适宜采用pmac运动控制器作为系统的核心处理器， 为了实现pmac 多轴控制功能， 需在pmac板上扩展相应的i/o接口板， 同时采用伺服电机、伺服驱动单元、编码器以及相应的传感器构成1套完整的开放式agv 控制系统， 见图1。
其中pmac主要实现对agv驱动电机、控制面板开关量以及报警装置的控制。
2agv控制系统伺服环设置
为保证agv运行时的精确性和稳定性， 电机控制采用速度、位置双反馈系统， 如图2 所示。变量lx03指向寄存器地址＄720作为位置编码器的地址 ， 在每一个伺服周期闭上位置环。电机编码器的数据经过处理后存储到lx03 指定的地址，闭上位置环。变量lx04指向寄存器地址＄721作为速度编码器的地址， 在每一个伺服周期闭上速度环。陀螺仪的数据经过处理后存储到lx04指定的地址， 闭上速度环。使用双反馈系统需将lx25变量设置为1， 以打开pmac的硬件位置捕获功能，提高控制精度。
3上位机通信程序编制
agv控制软件使用visual c + +进行设计， 通过pmac的各种参数设置实现对agv小车运动路线的控制， 如图3所示。agv 控制软件主要实现参数设置、路径编制、状态诊断功能。
delta tau公司为pmac提供了pcomm32动态链接库， 作为上层应用程序与pmac通讯的桥梁。pcomm32包含所有上位机与pmac 之间通信的200多个函数。
agv控制软件通过调用pcomm32 中的函数实现对pmac的控制， pcomm32包括pmac1dll、pmac1vxd、pmac1sys 3 部分， 利用其提供的动态链接库并结合visual c + +编程， 通过调用动态链接库提供的openpmacdevice （） 、closep2macdevice （） 、pmacgetresponse （） 、pmacflush （）等函数， pc 机将agv 每个动作的相关数据以asc ii码指令的形式发送至pmac， 从而实现控制软件与pmac之间的命令和信息交换。pmac执行顺时针圆弧运动的pmac 驱动命令程序如下：
close
&1#1 - 》 4000x设置坐标系
#2 - 》 4000y
open prog 10 clear
gosub 20000调用圆心计算子程序
q0 =q3 - q9求圆心到终点的角度
q27 =atan2 （q4 - q10）
wh ile （q28 q11 =q9 +q5＊cos（q28） 圆弧x坐标
q12 =q10 +q5sin （q28） 圆弧y坐标
x （q11） y（q12） 部分运动
q28 =q28 +q8角度增加
endwh ile
x （q3） y（q4）终运动
return
n20000计算圆心子程序
q20 = sqrt（ （q3 - q1） ＊ （q3 - q1） + （q4 - q2） ＊（q4 - q2） ）
q21 =q5＊ q5 - q20＊ q20 /4
fq23 = sqrt（q21）
q0 =q3 - q1
q24 =atan2 （q4 - q2）起点到终点的角度
q0 =q20 /2
q25 =atan2 （q23） 中心离开中线的角度
q26 =q24 - q25
q9 =q1 +q5＊ cos（q26） 中心x坐标
q10 =q2 +q5＊ sin （q26） 中心y坐标
return
close
4结束语
agv集光、机、电、计算机为一体， 综合了当今科技领域先进的理论和应用技术。以pmac作为控制器， 能够满足agv运动的高实时和高精度的要求， 其开放结构易于今后产品线的更新换代和系统的移植。
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其中pmac主要实现对agv驱动电机、控制面板开关量以及报警装置的控制。
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