Kwa mafanikio ya kiteknolojia na ushirikiano katika tasnia nzima, 2025 unaonekana sana kama "Mwaka wa Roboti." Sekta nzima ya robotiki inakabiliwa na ukuaji wa kulipuka, na hali tofauti za utumizi zinazoendesha njia na mahitaji ya kiteknolojia kwa programu na maunzi. Kwa hivyo, mahitaji na mbinu za utekelezaji za udhibiti wa mwendo wa wakati halisi hutofautiana. Kwa kutumia uelewa wa kina wa sekta ya roboti, APQ imeunda masuluhisho yanayolengwa ya udhibiti wa wakati halisi.
01
Njia za Teknolojia ya Roboti zinazotengana na Uteuzi wa Jukwaa la Uchakataji
Roboti za kibinadamu zenye muundo wa Bipedal huangazia muundo unaofanana na wa binadamu ambao ni bora katika kubadilika kwa ardhi changamano na shughuli zilizoratibiwa za mwili mzima. Roboti hizi kwa kawaida huhitaji shoka 38 hadi 70 za udhibiti wa mwendo, ambayo inamaanisha mahitaji ya juu sana ya wakati halisi na mizunguko ya kudhibiti hadi 1000Hz. APQ hutumia vichakataji vya utendakazi wa juu vya X86 vilivyo na urekebishaji wa programu ili kukidhi mahitaji haya ya wakati halisi.
Kinyume chake, roboti za magurudumu au aina ya msingi hutumia muundo wa chasi uzani mwepesi zaidi, unaotoa manufaa zaidi katika udhibiti wa gharama, ufanisi wa mwendo na maisha ya betri. Hizi kwa kawaida huwa na takriban digrii 30 za uhuru na mahitaji ya chini ya kompyuta ya wakati halisi, lakini ni nyeti zaidi kwa matumizi ya nishati. Kwa kitengo hiki, APQ hutumia mifumo ya nguvu ya chini, ya gharama nafuu kama vile Intel® N97 au J6412 ili kuunda suluhu kamili. Hii husawazisha ufanisi wa nishati na gharama huku ikitumia mfumo tajiri wa maendeleo wa jukwaa la X86 ili kukidhi mahitaji magumu ya utendakazi wa wakati halisi wa mfumo, uthabiti, ujumuishaji na ushikamano.
02
Uchunguzi wa Uchunguzi wa Uboreshaji wa Udhibiti wa Wakati Halisi wa APQ wa EtherCAT
Usuli wa Maombi
Roboti zenye magurudumu/msingi hutumiwa katika udhibiti changamano wa trajectory, uunganisho wa mhimili mingi, mwendo unaoongozwa na maono na matumizi sawa. Mifumo yao ya udhibiti lazima isaidie:
-
Mawasiliano ya basi la mwendo kasi wa EtherCATkwa udhibiti wa servo uliosawazishwa
-
Mfumo mgumu wa wakati halisikwa majibu ya milisekunde ndogo
-
Ubunifu wa viwandaniyanafaa kwa wiring tight au nafasi ya baraza la mawaziri
-
Bandari zinazoweza kupanukaikijumuisha bandari nyingi za serial na LAN kwa ujumuishaji tofauti wa pembeni
Mteja mmoja, akitengeneza roboti ya mhimili mingi, alihitaji usaidizi wa EtherCAT na utendaji wa juu wa wakati halisi. Hata hivyo, kupima na jukwaa la N97 na madereva ya servo ilionyesha kuwa mzunguko wa mawasiliano wa EtherCAT haukuweza kufikia chini ya 50μs, na kujenga kizuizi muhimu kwa uzalishaji wa wingi.
Mbinu ya Uboreshaji kwa Wakati Halisi
Kwa kutumia majukwaa ya N97 na J6412, APQ ilitekeleza urekebishaji wa wakati halisi wa kiwango cha mfumo. Mchakato wa mfano wa jukwaa la N97:
1. Badilisha OS hadi Mazingira ya Xenomai ya Linux:
-
Ubuntu 20.04 + Linux Kernel 5.15
-
Kiraka cha wakati halisi: Xenomai 3.2 (sambamba na LinuxCNC)
-
Utangamano uliojaribiwa kwa hitaji la urithi la mteja (Kernel 4.19 + Xenomai 3.1)
Hatua za Kurekebisha kwa Wakati Halisi:
a) Urekebishaji wa BIOS
b) Uboreshaji wa parameta ya kernel ya wakati halisi (ECI)
c) Urekebishaji wa vigezo vya Cmdline (ECI)
d) Ubinafsishaji wa kiwango cha kina cha OS
e) Vipimo vya Kuchelewa/Jitter
2. Mtiririko wa Kazi wa Majaribio ya Wakati Halisi:
-
Zana:Muda wa kusubiri, Clocktest, LinuxCNC moduli za majaribio
-
Malengo:
-
Muda wa kusubiri: Ucheleweshaji wa juu zaidi wa <40μs
-
Jaribio la Saa: Drift ≈ 0 (safu wima ya 3 karibu na sifuri katika matokeo)
-
-
Utekelezaji:Raundi nyingi za majaribio kwenye bati za vifaa (pamoja na J6412 kama kulinganisha)
Matokeo ya Mtihani:
Chini ya mazingira ya Linux Xenomai, muda wa mzunguko wa kudhibiti na jitter uliboreshwa kwa kiasi kikubwa. Muda wa kusubiri ulisalia chini ya 40μs kote, huku mwendo wa saa wa saa ulikaribia sifuri - kukidhi mahitaji ya maombi.
Matokeo ya Maombi ya Ulimwengu Halisi
Udhibiti wa Mikono ya Roboti ya Mihimili mingi
Changamoto:
Ulehemu uliosawazishwa wa mhimili 8 unahitajika usawazishaji wa kiwango cha μs; suluhisho za jadi zilisababisha makosa ya kuteleza na ya trajectory.
Uboreshaji:
-
J6412 yenye Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2
-
4x Gigabit LAN moja kwa moja kwa EtherCAT servo
-
Isolcpus iliyojitolea kwa usindikaji wa wakati halisi
Matokeo:
-
Usahihi wa Usawazishaji:Mtiririko wa saa wa saa ≤ 0.05μs; Mkengeuko wa juu zaidi wa njia chini ya mm 0.1
-
Uhakikisho wa Wakati Halisi:Operesheni endelevu ya saa 72, utulivu wa kilele ≤ 38μs
-
Kupunguza Gharama:35% gharama ya chini, 60% chini ya nguvu kuliko ufumbuzi i5
Udhibiti wa Mwendo wa Mbwa wa Roboti Ulioboreshwa
Changamoto:
Usawazishaji wa nguvu wa viungo 12 unahitajika maoni ya kiwango cha μs; kuchelewa kwa mfumo wa urithi> 100μs kulisababisha kutokuwa na utulivu
Uboreshaji:
-
N97 + Xenomai 3.2
-
PREEMPT_RT + kiraka cha ECI
-
Cmdline imetenga cores 2 za CPU kwa kazi za servo
Matokeo:
-
Uchelewaji wa Chini:Mzunguko wa kudhibiti ndani ya 500μs, utulivu ≤ 35μs
-
Uthabiti:Katika -20°C jaribio la uokoaji, jitter < ±8μs
-
Kupanuka:Sensor ya IMU kupitia M.2; 60% ya kuokoa nishati kwenye suluhisho la msingi wa i3
Chaguzi za Usambazaji
Kwa wateja wenye uwezo wa kiufundi wanaozingatia utendakazi wa wakati halisi, APQ inapendekezaLinux + Xenomaikupelekwa. Kwa watumiaji wa mwisho wanaopendelea urahisishaji wa nje ya boksi, APQ pia inatoapicha za mfumo zilizosakinishwa awali na kuboreshwana nyaraka za utatuzi - kupunguza vikwazo vya kupeleka.
Roboti zinavyozidi kuchukua nafasi ya kazi za mikono,mifumo ya udhibiti wa wakati halisi, thabiti na wa gharama nafuukuwa muhimu kwa mafanikio. APQ inakidhi hitaji hili kupitia suluhu zilizojumuishwa za programu-jalizi na itaendelea kukazia umakini wake kwenye kompyuta ya ukingo wa roboti na udhibiti wa mwendo - kuwawezesha wateja zaidi wa viwandani kwa majukwaa thabiti, yenye ufanisi na yaliyounganishwa kwa urahisi.
Ikiwa una nia ya kampuni na bidhaa zetu, jisikie huru kuwasiliana na mwakilishi wetu wa ng'ambo, Robin.
Email: yang.chen@apuqi.com
WhatsApp: +86 18351628738
Muda wa kutuma: Jul-28-2025