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实时运动控制软件架构、任务调度与确定性工程

共计 30 章节
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01
实时运动控制软件架构总览
目标=从运动控制需求出发 · 梳理实时性 · 确定性
实时运动控制软件…目标=从运动控制…
02
运动控制系统的实时性指标与确定性定义
目标=讲解周期抖动 · 最坏执行时间 · 端到端延迟
运动控制系统的实…确定性定义
03
实时操作系统选型与运动控制适配
目标=对比RTOS · Linux PREEMPT_RT · Xenomai
实时操作系统选型运动控制适配
04
运动控制软件分层架构设计
目标=设计硬件抽象层 · 实时内核层 · 运动规划层
运动控制软件分层…目标=设计硬件抽…
05
周期性任务模型与运动控制回路映射
目标=将电流环 · 速度环 · 位置环
周期性任务模型运动控制回路映射
06
任务调度策略与实时优先级分配
目标=讲解RM · EDF · 固定优先级抢占调度在运动控制中的适用…
任务调度策略实时优先级分配
07
中断处理与实时任务协同
目标=分析中断上半部/下半部 · 中断线程化 · 中断亲和性对运动控制抖动的影响
断处理实时任务协同
08
时钟同步与分布式运动控制确定性
目标=讲解IEEE 1588 · EtherCAT分布式时钟 · 时间敏感网络在运动控制中的作用
时钟同步分布式运动控制确…
09
共享资源管理与优先级反转抑制
目标=分析互斥锁 · 信号量 · 无锁队列在实时运动控制中的风险
共享资源管理优先级反转抑制
10
内存管理与实时确定性
目标=讲解静态内存分配 · 内存池 · DMA缓冲区
内存管理实时确定性
11
实时通信协议与运动控制数据交换
目标=对比EtherCAT · CANopen · PROFINET IRT
实时通信协议运动控制数据交换
12
运动规划与实时插补的任务分解
目标=将轨迹规划 · 速度规划 · 插补计算分解为不同实时等级任务
运动规划实时插补的任务分…
13
多轴联动与同步控制架构
目标=设计电子齿轮 · 电子凸轮 · 插补群组的任务同步机制
多轴联动同步控制架构
14
伺服控制环的软件实现与调度
目标=实现电流环 · 速度环 · 位置环的周期任务
伺服控制环的软件…调度
15
实时运动控制中的状态机与模式切换
目标=设计使能 · 回零 · 点动
实时运动控制状态机
16
确定性工程中的抖动测量与分析方法
目标=搭建周期抖动 · 执行时间 · 中断延迟的测量框架
确定性工程抖动测量
17
最坏执行时间分析与实时可调度性验证
目标=讲解WCET静态分析与动态测量… · 结合运动控制任务集进行可调度性判定与…
最坏执行时间分析实时可调度性验证
18
实时任务调度仿真与验证
目标=使用仿真工具或自研框架对运动控… · 验证不同负载 · 优先级与周期组合下的确定性表现
实时任务调度仿真验证
19
运动控制软件中的故障处理与实时安全
目标=设计看门狗 · 心跳 · 超时
运动控制软件故障处理
20
实时运动控制中的日志与追踪
目标=设计低开销实时日志 · 环形缓冲区 · 事件追踪方案
实时运动控制日志
21
基于模型的设计与代码生成在运动控制中的应用
目标=使用Simulink/Stat… · 分析模型到任务的映射与确定性保证
基于模型的设计代码生成
22
运动控制软件架构的模块化与接口设计
目标=定义实时任务接口 · 硬件抽象接口 · 通信接口与配置接口
运动控制软件架构…接口设计
23
多核处理器与运动控制任务分配
目标=分析AMP · SMP · 混合临界架构
多核处理器运动控制任务分配
24
FPGA与软硬件协同运动控制
目标=将高实时性电流环 · 编码器解码 · PWM生成卸载到FPGA
FPGA软硬件协同运动控…
25
实时运动控制中的时间触发架构
目标=讲解TTEthernet · 时间触发调度 · 全局时间槽分配
实时运动控制时间触发架构
26
运动控制软件的性能优化与确定性调优
目标=分析CPU缓存 · 分支预测 · 指令流水
运动控制软件的性…确定性调优
27
实时运动控制系统的启动与初始化确定性
目标=设计上电初始化 · 外设配置 · 任务创建
实时运动控制系统…初始化确定性
28
运动控制软件在典型装备中的架构实战
目标=以数控机床 · 工业机器人 · 半导体设备为例
运动控制软件典型装备
29
实时运动控制软件测试与认证
目标=设计功能测试 · 实时性测试 · 压力测试
实时运动控制软件…认证
30
实时运动控制架构的前沿演进与工程总结
目标=探讨TSN · 边缘计算 · AI加速
实时运动控制架构…工程总结