0000000000000001（20）
取直流电机角速度误差 e 和误差变化率 ec 为系统输入变量，ΔKp、ΔKi、ΔKd为输出变量。将误差 e 与误差变化率 ec的模糊基本论域取为[-6，6]。
通过比例、量化因子映射到论域：设磁导航传感器的 16路输出依次从左到右为（1）→-6，（2）→-5，（3）（4）→-4，（5）（6）→-3，（7）→-2，（8）（9）→-1，（10）（11）→0，（12）（13）→1，（14）→2，（15）（16）→3，（17）（18）→4，（19）（20）→5
第二步，系统输入输出变量模糊化。
设计中将e、ec、ΔKp、ΔKi、ΔKd的量化等级均设为13级，即2个输入变量一个输出变量在模糊集上的论域为：{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6}。对应的模糊语言为{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}，该集合中元素分别代表负大、负中、负小、零、正小、正中、正大[11-12]。把上述集合的元素描述为AGV 小车的加、减速状况，则为：NB 表示大减速、NM表示中减速、NS表示小减速、ZO 表示保持当前转速、PS 表示小加速、PM 表示中加速、PB 表示大加速。考虑到 AGV 小车在实际运行中产生的误差是随机的，因此，采用三角形隶属函数，如图 5所示。

图5 三角形隶属函数图

第三步 模糊规则库的建立。
模糊规则库的建立即为找出运行时刻P、I、D与误差e及误差变化率ec之间的模糊关系。通过e和ec的变化规律，应用所制定的模糊控制规则，从而调整ΔKp、ΔKi、ΔKd三个参数值，使AGV小车在运行过程中有良好的动态性及稳定性[13-14]。应用在智能小车中，对速度误差e的控制规律尤为重要，不合适的控制规律会使AGV的速度产生振荡，对不同车间的不同路径没有很好的适应性。当车体实际运行速度和期望速度偏差e大时，为了加速系统的跟踪速度，应取较大的Kp；但是为了避免由于开始时偏差e的瞬间变大可能出现的微分过饱和而使控制作用超出许可范围，应取较小的Kd，同时为了防止系统速度响应出现较大的超调，产生积分饱和，应对积分作用加以限制，通常取Ki=0等。根据AGV的操作经验，可得转速控制输出参数（ΔKp、ΔKi、ΔKd）的模糊规则库如表 1所示[15-17]。

表1 ΔKp、ΔKi、ΔKd模糊控制规律

模糊控制器输出量是模糊量，不能直接用来控制直流电机的转速，在AGV实际控制时要将这些结果转化为精确量。考虑到重心法能较好的反映控制量的真实分布情况，因此，在本设计中采用重心法对模糊变量进行转化。

3 实验对比分析

文中采用AB PLC作为控制设备，用梯形图对PID控制器和模糊控制器进行设计，为了可以快速响应AGV小车的实际位置，采样时间设为100mms。电路和气路连接完成并检查无误后，通电下载程序并在线监控程序运行。连接路由器，进行 AB PLC 的 IP设置。具体的调试过程如下：
1）在主菜单画面中 LCD 的使用键盘上的 Up 和Down键选 Advanced Set。
2）通过点击 LCD 键盘上的 OK 键即可出现高级设置操作界面，如图 6 所示。该界面上有“Up”和“Down”上、下翻转键用来选择 ENET 功能，选择好之后点击 OK 键即可进入。
3）使用“Up”和“Down”上、下翻转键对 IP 地址进行设置，设置好的 IP地址点击 OK 键即可。

图6 PID参数程序调试界面图

4）输入密码操作界面，在本 AGV 小车控制系统中 ，通 过 Left、Right、Up 和 Down 键实现Master password的设置，该密码最大长度为10位数字，在本操作系统中，设置 1234为 Master password。
5）密码验证界面，若输入的密码正确，则显示以太网网络类型选择界面，点击“Up”和“Down”上、下翻转键选择合适的网络类型；若输入密码不正确，则操作界面会提示密码有误的错误信息。
6）对网络的IP地址以及子网掩码等信息进行设置。调试过程完成后，图 7 和图 8 分别显示了传统PID 和本设计的模糊 PID 实现结果。可以看出，模糊PID 控制有较短的响应时间，较小的超调，能较快进入稳态，因此，能更好的跟踪 AGV 小车速速控制。

图7 PID响应图

图8 模糊PID响应图

4 结 论

文中介绍了AGV小车的构成，在此基础上，针对小车的转速控制系统，设计了转速模糊PID控制器，并在PLC设备上进行了实际验证，与传统PID控制相比，AGV模糊 PID 转速控制器响应时间短，响应过程无振荡无超调，有较好的动、稳态性能。

参考文献：

[1] 曾炫. 基于模糊控制的磁引导AGV系统路径校正的应用研究[D]. 杭州：杭州电子科技大学，2015.