Технологиялык жетишкендиктер жана тармактык кызматташтык менен 2025-жыл «Робототехника жылы» катары кеңири каралууда. Бүт робототехника индустриясы жарылуучу өсүштү баштан кечирүүдө, ар кандай колдонмо сценарийлери дифференцияланган технологиялык жолдорду жана программалык камсыздоого жана аппараттык камсыздоого болгон талаптарды жаратат. Демек, реалдуу убакыт кыймылын башкаруу үчүн талаптар жана ишке ашыруу ыкмалары ар кандай. Роботехника секторун терең түшүнүү менен APQ реалдуу убакыт режиминде башкарууну оптималдаштыруунун максаттуу чечимдерин иштеп чыкты.
01
Роботтук технологиянын багыттарын жана иштетүү платформасын тандоо
Эки буттуу гуманоид роботтор татаал рельефке жана бүт денени координациялаган операцияларга ыңгайлашуусу жагынан өзгөчөлөнгөн адамга окшош дизайнга ээ. Бул роботтор, адатта, 38ден 70ке чейин кыймылды башкаруу огун талап кылат, бул реалдуу убакыт режиминде өтө жогорку талаптарды жана 1000 Гц чейин башкаруу циклдерин билдирет. APQ бул реалдуу убакыт талаптарын канааттандыруу үчүн программалык камсыздоону тууралоо менен жогорку натыйжалуу X86 процессорлорун колдонот.
Тескерисинче, дөңгөлөктүү же базалык типтеги роботтор жеңилирээк шасси дизайнын кабыл алып, чыгымдарды көзөмөлдөө, кыймылдын натыйжалуулугу жана батареянын иштөө мөөнөтү боюнча көбүрөөк артыкчылыктарды сунуштайт. Булар, адатта, 30 градуска жакын эркиндикке ээ жана реалдуу убакыт режиминдеги эсептөөлөргө суроо-талапты азыраак, бирок электр энергиясын керектөөгө көбүрөөк сезгич болушат. Бул категория үчүн APQ толук чечимдерди куруу үчүн Intel® N97 же J6412 сыяктуу аз кубаттуу, арзан платформаларды колдонот. Бул X86 платформасынын бай өнүгүү экосистемасынан пайдаланып, энергиянын натыйжалуулугун жана баасын тең салмактайт, ал эми башкаруу тутумунун реалдуу убакыт режиминде иштеши, туруктуулугу, интеграциясы жана компакттуулугу үчүн катуу талаптарга жооп берет.
02
APQ анын EtherCAT реалдуу убакыт башкаруу оптималдаштыруу Case Study
Колдонмо фон
Дөңгөлөктүү/базалык роботтор, адатта, татаал траекторияны башкарууда, көп октуу байланышта, көрүү багытындагы кыймылда жана ушул сыяктуу колдонмолордо колдонулат. Алардын башкаруу системалары колдоого алышы керек:
-
EtherCAT жогорку ылдамдыктагы автобус байланышысинхрондуу серво башкаруу үчүн
-
Катуу реалдуу убакыт OSсуб-миллисекунддук жооп үчүн
-
Компакттык өнөр жай үлгүсүкатуу зымдарга же кабинет мейкиндигине ылайыктуу
-
Кеңейтүүчү портторанын ичинде ар кандай перифериялык интеграция үчүн бир нече сериялык жана LAN порттору
Көп октуу роботту иштеп чыгуучу бир кардар EtherCAT колдоосун жана реалдуу убакыт режиминде жогорку аткарууну талап кылды. Бирок, N97 платформасы жана серво драйверлери менен тестирлөө EtherCAT байланыш цикли 50μs төмөн жете албастыгын көрсөттү, бул массалык өндүрүш үчүн олуттуу тоскоолдук жаратат.
Реалдуу убакытта оптималдаштыруу ыкмасы
N97 жана J6412 платформаларын колдонуп, APQ толук система деңгээлинде реалдуу убакыт режиминде тюнингди ишке ашырган. N97 платформасынын мисалы процесси:
1. OS Linux Xenomai Environmentке которулуу:
-
Ubuntu 20.04 + Linux ядросу 5.15
-
Реалдуу убакыттагы патч: Xenomai 3.2 (LinuxCNC менен шайкеш келет)
-
Шайкештик кардардын эски муктаждыктары үчүн сыналган (Kernel 4.19 + Xenomai 3.1)
Реалдуу убакыт режиминде тууралоо кадамдары:
а) BIOS тюнинг
б) реалдуу убакытта ядро параметрин оптималдаштыруу (ECI)
в) Cmdline параметрин жөндөө (ECI)
г) Терең OS деңгээлинде ыңгайлаштыруу
e) Latency/Jitter өлчөөлөрү
2. Стандарттык реалдуу убакыт тестирлөө процесси:
-
Куралдар:Latency, Clocktest, LinuxCNC тест модулдары
-
Максаттар:
-
Кечирүү: Максималдуу кечигүү < 40μs
-
Сааттест: Drift ≈ 0 (натыйжада нөлгө жакын 3-тилке)
-
-
Аткаруу:Аппараттык партиялар боюнча тестирлөөнүн бир нече раунддары (анын ичинде салыштыруу катары J6412)
Сынактын жыйынтыгы:
Linux Xenomai чөйрөсүндө башкаруу циклинин убактысы жана життери кыйла жакшырды. Кечирүү бүтүндөй 40μс төмөн бойдон калды, ал эми сааттын дрейфи нөлгө жакындап калды — бул колдонмонун талаптарына жооп берди.
Колдонуунун реалдуу натыйжалары
Көп огу роботтук кол башкаруу
Чакыруу:
8-ок синхрондоштуруу ширетүү μs-деңгээл синхрондоштуруу зарыл; салттуу чечимдер дрейф жана траектория каталарын жаратты.
Оптималдаштыруу:
-
J6412 Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2 менен
-
4x Гигабит LAN EtherCAT сервосуна түз
-
Isocpus реалдуу убакытта иштетүүчү өзөктөрдү арнаган
Натыйжалар:
-
Синхрондоштуруу тактыгы:Сааттын дрейфи ≤ 0,05μs; Макс траекториядан четтөө <0,1мм
-
реалдуу убакыт кепилдик:72 саат үзгүлтүксүз иштөө, эң жогорку кечигүү ≤ 38μs
-
Чыгымдарды азайтуу:35% арзан баада, i5 чечимге караганда 60% аз күч
Төрт буттуу робот ит кыймылын башкаруу
Чакыруу:
12-биргелешкен динамикалык тең салмактуулук μs деңгээлинде пикир керек; эски системанын күтүү мөөнөтү > 100μs туруксуздукка алып келди
Оптималдаштыруу:
-
N97 + Xenomai 3.2
-
PREEMPT_RT + ECI патч
-
Servo тапшырмалар үчүн Cmdline изоляцияланган 2 CPU өзөгү
Натыйжалар:
-
Төмөн күтүү:500μs ичинде башкаруу цикли, кечигүү ≤ 35μs
-
Туруктуулук:-20°C калыбына келтирүү сыноосунда, життер <±8μs
-
Кеңейтүү мүмкүнчүлүгү:M.2 аркылуу IMU сенсор; i3 негизиндеги чечимге караганда энергияны 60% үнөмдөө
Жайгаштыруу параметрлери
реалдуу убакыт аткарууга багытталган техникалык жактан жөндөмдүү кардарлар үчүн, APQ сунуш кылатLinux + Xenomaiжайгаштыруу. Кутудан тышкары ыңгайлуулукту жактырган акыркы колдонуучулар үчүн APQ дагы сунуштайталдын ала орнотулган жана оптималдаштырылган система сүрөттөрүмүчүлүштүктөрдү оңдоо документтери менен - жайылтуу тоскоолдуктарын төмөндөтүү.
Роботтор барган сайын кол милдеттерин алмаштырган сайын,реалдуу убакыт, туруктуу жана үнөмдүү башкаруу системаларыийгилик үчүн маанилүү болуп саналат. APQ бул муктаждыкты интегралдык жабдык-программалык чечимдер аркылуу канааттандырууда жана роботтордун четиндеги эсептөөлөргө жана кыймылды башкарууга көңүл бурууну тереңдетүүнү улантат - туруктуу, эффективдүү жана оңой интеграцияланган платформалар менен көбүрөөк өнөр жай кардарларына мүмкүнчүлүк берет.
Биздин компанияга жана продуктыларга кызыксаңыз, биздин чет өлкөдөгү өкүлүбүз Робин менен байланышыңыз.
Email: yang.chen@apuqi.com
Ватсап: +86 18351628738
Посттун убактысы: 28-июль 2025-жыл