Kanthi terobosan teknologi lan kolaborasi ing saindenging industri, taun 2025 dianggep minangka "Taun Robotika." Kabeh industri robotika ngalami pertumbuhan sing eksplosif, kanthi skenario aplikasi sing maneka warna sing ndorong jalur teknologi lan panjaluk sing beda kanggo piranti lunak lan perangkat keras. Akibate, syarat lan metode implementasi kanggo kontrol gerakan wektu nyata beda-beda. Nggunakake pangerten sing jero babagan sektor robotika, APQ wis ngembangake solusi optimasi kontrol wektu nyata sing ditargetkan.
01
Rute Teknologi Robot sing Diverging & Pemilihan Platform Pangolahan
Robot humanoid bipedal nduweni desain kaya manungsa sing unggul ing adaptasi kanggo medan sing kompleks lan operasi sing dikoordinasi kabeh awak. Robot iki biasane mbutuhake 38 nganti 70 sumbu kontrol gerakan, sing tegese syarat wektu nyata sing dhuwur banget lan siklus kontrol nganti 1000Hz. APQ nggunakake prosesor X86 kinerja dhuwur kanthi tuning piranti lunak kanggo nyukupi panjaluk wektu nyata kasebut.
Kosok baline, robot rodha utawa tipe dhasar nggunakake desain sasis sing luwih entheng, sing nawakake kaluwihan sing luwih gedhe ing kontrol biaya, efisiensi gerakan, lan umur batere. Iki biasane duwe kebebasan sekitar 30 derajat lan panjaluk sing luwih murah kanggo komputasi wektu nyata, nanging luwih sensitif marang konsumsi daya. Kanggo kategori iki, APQ nggunakake platform daya rendah lan biaya murah kayata Intel® N97 utawa J6412 kanggo mbangun solusi lengkap. Iki ngimbangi efisiensi daya lan biaya nalika nggunakake ekosistem pangembangan platform X86 sing sugih kanggo nyukupi syarat sing ketat kanggo kinerja wektu nyata sistem kontrol, stabilitas, integrasi, lan kekompakan.
02
Studi Kasus Optimasi Kontrol Wektu Nyata EtherCAT APQ
Latar Belakang Aplikasi
Robot beroda/basis biasane digunakake ing kontrol lintasan kompleks, sambungan multi-sumbu, gerakan sing dipandu visi, lan aplikasi sing padha. Sistem kontrole kudu ndhukung:
-
Komunikasi bis kecepatan tinggi EtherCATkanggo kontrol servo sing disinkronake
-
OS wektu nyata sing angelkanggo respon sub-milidetik
-
Desain industri sing kompakcocok kanggo kabel sing rapet utawa papan lemari
-
Port sing bisa ditambahikalebu pirang-pirang port serial lan LAN kanggo integrasi periferal sing maneka warna
Salah sawijining klien, sing ngembangake robot multi-sumbu, mbutuhake dhukungan EtherCAT lan kinerja wektu nyata sing dhuwur. Nanging, uji coba nganggo platform N97 lan driver servo nuduhake yen siklus komunikasi EtherCAT ora bisa tekan ngisor 50μs, sing nyebabake hambatan kritis kanggo produksi massal.
Pendekatan Optimasi Wektu Nyata
Nggunakake platform N97 lan J6412, APQ nglakokake tuning wektu nyata tingkat sistem lengkap. Conto proses kanggo platform N97:
1. OS Ngalih menyang Linux Xenomai Environment:
-
Ubuntu 20.04 + Linux Kernel 5.15
-
Patch wektu nyata: Xenomai 3.2 (kompatibel karo LinuxCNC)
-
Kompatibilitas wis diuji kanggo kabutuhan lawas klien (Kernel 4.19 + Xenomai 3.1)
Langkah-langkah Penyetelan Wektu Nyata:
a) Pangaturan BIOS
b) Optimalisasi parameter kernel wektu nyata (ECI)
c) Penyetelan parameter Cmdline (ECI)
d) Kustomisasi tingkat OS sing jero
e) Pangukuran Latensi/Jitter
2. Alur Kerja Pengujian Wektu Nyata Standar:
-
Piranti:Modul tes Latensi, Clocktest, LinuxCNC
-
Target:
-
Latensi: Wektu tundha maksimal < 40μs
-
Tes Jam: Drift ≈ 0 (kolom kaping 3 cedhak karo nol ing asil)
-
-
Eksekusi:Pirang-pirang babak uji coba ing antarane batch perangkat keras (kalebu J6412 minangka perbandingan)
Asil Tes:
Ing lingkungan Linux Xenomai, wektu siklus kontrol lan jitter saya apik banget. Latensi tetep ing ngisor 40μs sajrone operasi, dene clocktest drift nyedhaki nol — nyukupi tuntutan aplikasi.
Asil Aplikasi Donya Nyata
Kontrol Lengan Robot Multi-Sumbu
Tantangan:
Pengelasan sinkronisasi 8-sumbu mbutuhake sinkronisasi tingkat μs; solusi tradisional nyebabake kesalahan hanyutan lan lintasan.
Optimalisasi:
-
J6412 nganggo Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2
-
4x Gigabit LAN langsung menyang servo EtherCAT
-
Inti pangolahan wektu nyata khusus Isolcpus
Asil:
-
Presisi Sinkronisasi:Hanyutan uji jam ≤ 0,05μs; Deviasi lintasan maksimal < 0,1mm
-
Jaminan Wektu Nyata:Operasi terus-terusan 72 jam, latensi puncak ≤ 38μs
-
Pangurangan Biaya:Biaya 35% luwih murah, daya 60% luwih sithik tinimbang solusi i5
Kontrol Gerakan Asu Robot Quadruped
Tantangan:
Penyeimbangan dinamis 12-sendi mbutuhake umpan balik tingkat μs; latensi sistem lawas > 100μs nyebabake ketidakstabilan
Optimalisasi:
-
N97 + Xenomai 3.2
-
PREEMPT_RT + tambalan ECI
-
Cmdline ngisolasi 2 inti CPU kanggo tugas servo
Asil:
-
Latensi Rendah:Siklus kontrol sajrone 500μs, latensi ≤ 35μs
-
Kekokohan:Ing uji pemulihan -20°C, jitter < ±8μs
-
Kamungkinan Ekspansi:Sensor IMU liwat M.2; panghematan daya 60% tinimbang solusi berbasis i3
Pilihan Penerapan
Kanggo klien sing trampil sacara teknis sing fokus ing kinerja wektu nyata, APQ nyaranakeLinux + Xenomaipenyebaran. Kanggo pangguna pungkasan sing luwih seneng kenyamanan sing wis ana ing njaba kothak, APQ uga nawakakegambar sistem sing wis diinstal lan dioptimalakenganggo dokumentasi debugging — ngurangi alangan penyebaran.
Amarga robot saya akeh sing ngganti tugas manual,sistem kontrol wektu nyata, stabil, lan hemat biayadadi penting kanggo sukses. APQ nyukupi kabutuhan iki liwat solusi perangkat keras-piranti lunak terintegrasi lan bakal terus nguatake fokus ing komputasi pinggiran robot lan kontrol gerakan — nguatake luwih akeh klien industri kanthi platform tertanam sing stabil, efisien, lan gampang diintegrasi.
Menawi panjenengan kasengsem kaliyan perusahaan lan produk kita, mangga hubungi perwakilan luar negeri kita, Robin.
Email: yang.chen@apuqi.com
WhatsApp: +86 18351628738
Wektu kiriman: 28 Juli 2025