Mat technologeschen Duerchbréch an enger branchenweiter Zesummenaarbecht gëtt 2025 allgemeng als "Joer vun der Robotik" ugesinn. Déi ganz Robotikindustrie erlieft en explosiven Wuesstem, mat diversen Uwendungsszenarien, déi ënnerschiddlech technologesch Weeër a Fuerderungen u Software an Hardware féieren. Dofir variéieren d'Ufuerderungen an d'Ëmsetzungsmethoden fir Echtzäit-Beweegungssteierung. Mat engem déiwe Verständnis vum Robotiksecteur huet APQ gezielt Echtzäit-Steieroptimiséierungsléisungen entwéckelt.
01
Divergéierend Robotertechnologie-Routen & Auswiel vun der Veraarbechtungsplattform
Bipedal Humanoid Roboter hunn en mënscheähnlechen Design, deen sech duerch seng Adaptabilitéit un komplex Terrainen a koordinéiert Operatiounen vum ganze Kierper auszeechent. Dës Roboter brauchen typescherweis 38 bis 70 Achsen fir Bewegungssteierung, wat extrem héich Echtzäitufuerderungen a Kontrollzyklen bis zu 1000Hz bedeit. APQ benotzt héich performant X86 Prozessoren mat Software-Tuning fir dës Echtzäitufuerderungen ze erfëllen.
Am Géigesaz dozou benotzen d'Roboter mat Rieder oder Basisroboter en méi liichte Chassisdesign, wat méi grouss Virdeeler a punkto Käschtekontroll, Bewegungseffizienz a Batterielaufzäit bitt. Dës hunn typescherweis ongeféier 30 Fräiheetsgraden a manner Nofro fir Echtzäitberechnung, si sinn awer méi empfindlech op de Stroumverbrauch. Fir dës Kategorie benotzt APQ Plattforme mat niddregem Energieverbrauch a niddrege Käschten, wéi Intel® N97 oder J6412, fir komplett Léisungen ze bauen. Dëst balanséiert Energieeffizienz a Käschten a gläichzäiteg notzt et dat räicht Entwécklungsökosystem vun der X86-Plattform, fir déi streng Ufuerderunge fir Echtzäitleistung, Stabilitéit, Integratioun a Kompaktheet vum Kontrollsystem ze erfëllen.
02
APQ seng Fallstudie iwwer d'EtherCAT Echtzäit-Kontrolloptimiséierung
Applikatiounshannergrond
Rieder-/Basistroboter ginn typescherweis a komplexer Trajektoriekontroll, Multiachs-Verbindung, visuell gesteierter Bewegung an ähnlechen Uwendungen agesat. Hir Kontrollsystemer mussen ënnerstëtzen:
-
EtherCAT High-Speed-Buskommunikatiounfir synchroniséiert Servo-Steierung
-
Hard Echtzäit OSfir eng Äntwert ënner enger Millisekonn
-
Kompakt industriellt Designgëeegent fir eng enk Verkabelung oder Schrankraum
-
Erweiterbar Portsinklusiv verschidde seriell a LAN-Ports fir eng divers Peripherieintegratioun
Ee Client, deen e Multiachsroboter entwéckelt huet, huet EtherCAT-Ënnerstëtzung an eng héich Echtzäitleistung gebraucht. Tester mat der N97-Plattform a Servotreiber hunn awer gewisen, datt den EtherCAT-Kommunikatiounszyklus net ënner 50 μs konnt kommen, wat e kritesche Flaschenengs fir d'Masseproduktioun geschaf huet.
Echtzäit-Optimiséierungsansatz
Mat Hëllef vun den N97- a J6412-Plattformen huet APQ eng komplett Echtzäit-Tuning op Systemniveau duerchgefouert. Beispillprozess fir d'N97-Plattform:
1. OS Wiesselt op Linux Xenomai Ëmfeld:
-
Ubuntu 20.04 + Linux Kernel 5.15
-
Echtzäit-Patch: Xenomai 3.2 (kompatibel mat LinuxCNC)
-
Kompatibilitéit getest fir d'Bedierfnesser vum Client (Kernel 4.19 + Xenomai 3.1)
Echtzäit-Tuning-Schrëtt:
a) BIOS-Astellung
b) Echtzäit-Kernelparameteroptimiséierung (ECI)
c) Cmdline Parameter Tuning (ECI)
d) Déifgräifend Upassung op OS-Niveau
e) Latenz-/Jitter-Miessungen
2. Standard Echtzäit-Test-Workflow:
-
Tools:Latenz, Auertest, LinuxCNC Testmoduler
-
Ziler:
-
Latenz: Maximal Verzögerung < 40μs
-
Auertest: Drift ≈ 0 (3. Kolonn no bei Null am Resultat)
-
-
Ausféierung:Verschidde Testronnen iwwer Hardwarebatchen (inklusiv J6412 als Vergläich)
Testresultat:
Ënnert der Linux Xenomai Ëmfeld hunn sech d'Kontrollzykluszäit an de Jitter däitlech verbessert. D'Latenz ass déi ganz Zäit ënner 40 μs bliwwen, während den Auertesterdrift sech op Null zougedréit huet – wat den Ufuerderunge vun der Applikatioun entsprécht.
Resultater vun der realer Applikatioun
Multi-Achs Roboterarm Kontroll
Erausfuerderung:
8-Achs synchroniséiert Schweessen huet eng Synchroniséierung op μs-Niveau erfuerdert; traditionell Léisunge verursaachen Drift- a Trajektoriefeeler.
Optimiséierung:
-
J6412 mat Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2
-
4x Gigabit LAN direkt op den EtherCAT Servo
-
Isolcpus dedizéiert Echtzäit-Veraarbechtungskären
Resultater:
-
Synchroniséierungspräzisioun:Auertestdrift ≤ 0,05 μs; Maximal Trajektorieofwäichung < 0,1 mm
-
Echtzäitversécherung:72 Stonnen kontinuéierleche Betrib, Peak Latenz ≤ 38μs
-
Käschtereduktioun:35% méi niddreg Käschten, 60% manner Energieverbrauch wéi eng i5-Léisung
Véierfach Roboterhond Bewegungssteierung
Erausfuerderung:
12-Gelenk-dynamescht Ausbalancéiere brauch Feedback op μs-Niveau; Latenz vun engem ale System > 100μs huet Instabilitéit verursaacht
Optimiséierung:
-
N97 + Xenomai 3.2
-
PREEMPT_RT + ECI-Patch
-
Cmdline huet 2 CPU-Kären fir Servo-Aufgaben isoléiert
Resultater:
-
Niddreg Latenz:Kontrollzyklus bannent 500μs, Latenz ≤ 35μs
-
Robustheet:Am -20°C Erhuelungstest, Jitter < ±8μs
-
Erweiderungsméiglechkeet:IMU-Sensor iwwer M.2; 60% Energiespuerung am Verglach mat i3-baséierter Léisung
Optiounen fir d'Deployment
Fir technesch kompetent Clienten, déi sech op Echtzäitleistung konzentréieren, recommandéiert APQLinux + XenomaiDeployment. Fir Endbenotzer, déi léiwer direkt aus der Këscht kommen, bitt APQ ochvirinstalléiert an optiméiert Systembillermat Debugging-Dokumentatioun — sou datt d'Barrièren fir d'Deployment erofgesat ginn.
Well Roboter ëmmer méi manuell Aufgaben ersetzen,Echtzäit-, stabil a kosteneffektiv Kontrollsystemerentscheedend fir den Erfolleg ginn. APQ erfëllt dëse Besoin duerch integréiert Hardware-Software-Léisungen a wäert säi Fokus op robotiséiert Edge Computing a Bewegungskontroll weider verdéiwen - andeems et méi industriell Clienten mat stabilen, effizienten an einfach integréierten Embedded Plattformen ermächtegt.
Wann Dir un eiser Firma a Produkter interesséiert sidd, zéckt net, eisen Auslandsvertrieder, Robin, ze kontaktéieren.
Email: yang.chen@apuqi.com
WhatsApp: +86 18351628738
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 28. Juli 2025