Mei technologyske trochbraken en gearwurking yn 'e heule sektor wurdt 2025 breed sjoen as it "Jier fan Robotika". De hiele robotika-yndustry belibet eksplosive groei, mei ferskate tapassingsscenario's dy't ferskillende technologyske paden en easken foar sawol software as hardware oandriuwe. Dêrtroch ferskille de easken en ymplemintaasjemetoaden foar real-time bewegingskontrôle. Mei in djip begryp fan 'e robotikasektor hat APQ rjochte real-time kontrôleoptimalisaasje-oplossingen ûntwikkele.
01
Divergearjende robottechnologyrûtes en seleksje fan ferwurkingsplatfoarms
Bipedale humanoïde robots hawwe in minske-eftich ûntwerp dat útblinkt yn oanpasberens oan kompleks terrein en koördinearre operaasjes mei it hiele lichem. Dizze robots fereaskje typysk 38 oant 70 assen foar bewegingskontrôle, wat betsjut ekstreem hege easken yn realtime en kontrôlesyklusen oant 1000Hz. APQ brûkt hege prestaasjes X86-prosessoren mei software-tuning om oan dizze easken yn realtime te foldwaan.
Yn tsjinstelling, robots mei tsjillen of basistypen brûke in lichter chassisûntwerp, wat gruttere foardielen biedt op it mêd fan kostenkontrôle, bewegingseffisjinsje en batterijlibben. Dizze hawwe typysk sawat 30 frijheidsgraden en in legere fraach nei real-time kompjûtergebrûk, mar binne gefoeliger foar enerzjyferbrûk. Foar dizze kategory brûkt APQ platfoarms mei leech enerzjyferbrûk en lege kosten lykas Intel® N97 of J6412 om folsleine oplossingen te bouwen. Dit bringt enerzjyeffisjinsje en kosten yn lykwicht, wylst it gebrûk makket fan it rike ûntwikkelingsekosysteem fan it X86-platfoarm om te foldwaan oan strange easken foar real-time prestaasjes, stabiliteit, yntegraasje en kompaktheid fan it kontrôlesysteem.
02
APQ's EtherCAT Real-Time Control Optimization Case Study
Applikaasje-eftergrûn
Tsjil-/basisrobots wurde typysk brûkt yn komplekse trajektkontrôle, mearassige ferbining, fisy-begeliede beweging en ferlykbere tapassingen. Harren kontrôlesystemen moatte stypje:
-
EtherCAT hege-snelheid buskommunikaasjefoar syngronisearre servokontrôle
-
Hurde real-time OSfoar in reaksje fan minder as in millisekonde
-
Kompakt yndustrieel ûntwerpgeskikt foar strakke bedrading of kabinetromte
-
Útwreidbere poartenynklusyf meardere seriële en LAN-poarten foar ferskate perifeare yntegraasje
Ien klant, dy't in robot mei meardere assen ûntwikkele, hie EtherCAT-stipe en hege real-time prestaasjes nedich. Testen mei it N97-platfoarm en servo-drivers lieten lykwols sjen dat de EtherCAT-kommunikaasjesyklus net ûnder de 50 μs koe komme, wêrtroch't in krityske knelpunt ûntstie foar massaproduksje.
Real-time optimalisaasje-oanpak
Mei de N97- en J6412-platfoarms fierde APQ folsleine real-time tuning op systeemnivo út. Foarbyldproses foar it N97-platfoarm:
1. OS Switch to Linux Xenomai Environment:
-
Ubuntu 20.04 + Linux Kernel 5.15
-
Real-time patch: Xenomai 3.2 (kompatibel mei LinuxCNC)
-
Kompatibiliteit hifke foar de âldere behoeften fan 'e kliïnt (Kernel 4.19 + Xenomai 3.1)
Stappen foar it ôfstimmen yn echttiid:
a) BIOS-ôfstimming
b) Echttiid kernelparameteroptimalisaasje (ECI)
c) Cmdline-parameterôfstimming (ECI)
d) Djippe oanpassing op OS-nivo
e) Latency/Jitter-mjittingen
2. Standert workflow foar testen yn echte tiid:
-
Ark:Latency, Clocktest, LinuxCNC testmodules
-
Doelen:
-
Latency: Maksimale fertraging < 40μs
-
Kloktest: Drift ≈ 0 (3e kolom tichtby nul yn resultaat)
-
-
Eksekúsje:Meardere testrûndes oer hardwarebatches (ynklusyf J6412 as ferliking)
Testresultaat:
Under de Linux Xenomai-omjouwing ferbetteren de kontrôlesyklustiid en jitter signifikant. De latency bleau de hiele tiid ûnder de 40 μs, wylst de kloktestdrift nul benadere - en foldocht oan de easken fan 'e applikaasje.
Resultaten fan tapassingen yn 'e echte wrâld
Mear-assige robotarmkontrôle
Útdaging:
8-assige syngronisearre lassen fereaske μs-nivo syngronisaasje; tradisjonele oplossingen feroarsaken drift- en trajektfouten.
Optimalisaasje:
-
J6412 mei Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2
-
4x Gigabit LAN direkt nei EtherCAT servo
-
Isolcpus tawijde real-time ferwurkingskernen
Resultaten:
-
Syngronisearje presyzje:Kloktestdrift ≤ 0.05μs; Maksimale trajektôfwiking < 0.1mm
-
Real-time fersekering:72 oeren trochgeande operaasje, peak latency ≤ 38μs
-
Kostenreduksje:35% legere kosten, 60% minder enerzjyferbrûk as i5-oplossing
Fjouwerfâldige robothûnbewegingskontrôle
Útdaging:
Dynamyske lykwichtigens mei 12 gewrichten hie feedback op μs-nivo nedich; latency fan âlde systemen > 100μs feroarsake ynstabiliteit
Optimalisaasje:
-
N97 + Xenomai 3.2
-
PREEMPT_RT + ECI-patch
-
Cmdline isolearre 2 CPU-kearnen foar servotaken
Resultaten:
-
Lege Latency:Kontrôlesyklus binnen 500μs, latency ≤ 35μs
-
Robuustheid:Yn in hersteltest fan -20 °C, jitter < ± 8 μs
-
Útwreidberens:IMU-sensor fia M.2; 60% enerzjybesparring oer i3-basearre oplossing
Ynsetopsjes
Foar technysk betûfte kliïnten dy't rjochte binne op prestaasjes yn realtime, advisearret APQLinux + Xenomaiynset. Foar einbrûkers dy't leaver gemak út 'e doaze wolle, biedt APQ ekfoarôf ynstalleare en optimalisearre systeemôfbyldingsmei debuggendokumintaasje - it ferminderjen fan ynsetbarriêres.
Omdat robots hieltyd mear manuele taken ferfange,real-time, stabile en kosten-effektive kontrôlesystemenkrúsjaal wurden foar sukses. APQ foldocht oan dizze need troch yntegreare hardware-software-oplossingen en sil syn fokus op robotyske edge computing en bewegingskontrôle fierder ferdjipje - wêrtroch mear yndustriële kliïnten stabile, effisjinte en maklik te yntegreare ynbêde platfoarms krije.
As jo ynteressearre binne yn ús bedriuw en produkten, nim dan gerêst kontakt op mei ús fertsjintwurdiger yn it bûtenlân, Robin.
Email: yang.chen@apuqi.com
WhatsApp: +86 18351628738
Pleatsingstiid: 28 july 2025