本公開(kāi)一般涉及多核異構(gòu)架構(gòu)，具體涉及一種基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在振動(dòng)控制體系中，主要通過(guò)對(duì)傳感器信號(hào)、離散量信號(hào)進(jìn)行采集，得到載機(jī)主體振動(dòng)信息，再通過(guò)振動(dòng)控制算法根據(jù)采集到的信號(hào)進(jìn)行解算并輸出控制指令施加相反作用力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)抑制載機(jī)振動(dòng)的效果。

2、目前，在現(xiàn)有的振動(dòng)控制體系中，通過(guò)采用單cpu、多任務(wù)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)以上功能，此方法雖然在宏觀上為多任務(wù)并行執(zhí)行，但微觀上仍屬于串行處理。對(duì)于vxworks等采用可搶占式調(diào)度的嵌入式操作系統(tǒng)，可能會(huì)導(dǎo)致譬如振動(dòng)控制核心數(shù)據(jù)算法或數(shù)據(jù)采集等關(guān)鍵任務(wù)被其他任務(wù)搶占，致使算法或者數(shù)據(jù)采集周期無(wú)法滿足要求、控制指令實(shí)時(shí)性達(dá)不到使用要求以及控制效果不理想等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制方法及系統(tǒng)以解決上述問(wèn)題。

2、本申請(qǐng)第一方面提供一種基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制方法，包括：

3、獲取當(dāng)前時(shí)刻，若判斷當(dāng)前時(shí)刻與上一次采集載機(jī)系統(tǒng)的加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)的時(shí)刻之間時(shí)間間隔大于預(yù)設(shè)采集周期時(shí)，則采集當(dāng)前時(shí)刻的所述載機(jī)系統(tǒng)的加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)；

4、通過(guò)數(shù)據(jù)記錄模塊將所述加速度信號(hào)和所述轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送至核心計(jì)算模塊，以使所述核心計(jì)算模塊根據(jù)振動(dòng)狀態(tài)信號(hào)生成控制指令，所述振動(dòng)狀態(tài)信號(hào)至少包括所述加速度信號(hào)和所述轉(zhuǎn)速信號(hào)，所述控制指令用于控制所述載機(jī)系統(tǒng)輸出相反的作用力。

5、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，所述方法還包括：

6、接收由所述核心計(jì)算模塊通過(guò)數(shù)據(jù)記錄模塊轉(zhuǎn)發(fā)的所述控制指令，并將所述控制指令轉(zhuǎn)發(fā)給所述載機(jī)系統(tǒng)。

7、本申請(qǐng)第二方面提供一種基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制方法，所述方法包括：

8、通過(guò)數(shù)據(jù)記錄模塊接收總線處理模塊采集的載機(jī)系統(tǒng)的加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)；

9、根據(jù)振動(dòng)狀態(tài)信號(hào)生成控制指令，所述振動(dòng)狀態(tài)信號(hào)至少包括所述加速度信號(hào)和所述轉(zhuǎn)速信號(hào)，所述控制指令用于指示所述載機(jī)系統(tǒng)輸出相反的作用力；

10、將所述控制指令和生成控制指令產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)記錄模塊，以使所述數(shù)據(jù)記錄模塊對(duì)所述中間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并將所述控制指令經(jīng)所述總線處理模塊轉(zhuǎn)發(fā)至所述載機(jī)系統(tǒng)。

11、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，所述方法還包括：

12、在所述總線處理模塊采集的載機(jī)系統(tǒng)的加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)的同時(shí)采集載機(jī)系統(tǒng)的離散量信號(hào)，相應(yīng)地，所述根據(jù)振動(dòng)狀態(tài)信號(hào)生成控制指令包括：

13、根據(jù)所述離散量信號(hào)、所述加速度信號(hào)和所述轉(zhuǎn)速信號(hào)生成所述控制指令。

14、本實(shí)施例第三方面提供一種基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制系統(tǒng)，包括總線處理模塊、核心計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)記錄模塊電連接所述總線處理模塊和所述核心計(jì)算模塊，所述總線處理模塊還電連接載機(jī)系統(tǒng)；

15、所述核心計(jì)算模塊用于根據(jù)振動(dòng)狀態(tài)信號(hào)生成控制指令，所述振動(dòng)狀態(tài)信號(hào)包括所述載機(jī)系統(tǒng)的加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)，所述控制指令用于指示所述載機(jī)系統(tǒng)輸出相反的作用力；

16、所述總線處理模塊用于獲取當(dāng)前時(shí)刻，若判斷當(dāng)前時(shí)刻與上一次采集載機(jī)系統(tǒng)的加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)的時(shí)刻之間時(shí)間間隔大于預(yù)設(shè)采集周期時(shí)，則采集當(dāng)前時(shí)刻的所述載機(jī)系統(tǒng)的加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)；

17、所述數(shù)據(jù)記錄模塊用于將所述加速度信號(hào)和所述轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送至所述核心計(jì)算模塊，還用于接收所述控制指令和生成控制指令產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)，并將所述中間數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)將所述控制指令經(jīng)所述總線處理模塊轉(zhuǎn)發(fā)至所述載機(jī)系統(tǒng)。

18、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，所述核心計(jì)算模塊形成于ft-2000/4處理器，所述總線處理模塊和所述數(shù)據(jù)記錄模塊形成于fmql45t900可編程融合芯片，所述總線處理模塊形成于所述可編程融合芯片的pl端，所述數(shù)據(jù)記錄模塊形成于所述可編程融合芯片的ps端。

19、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，其特征在于，所述核心計(jì)算模塊包括：

20、多核處理器，所述多核處理器用于根據(jù)所述振動(dòng)狀態(tài)信號(hào)生成所述控制指令；

21、第一高速接口通訊單元，所述第一高速接口通訊單元與所述數(shù)據(jù)記錄模塊電連接，用于實(shí)現(xiàn)所述核心計(jì)算模塊與所述數(shù)據(jù)記錄模塊之間通訊。

22、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，所述核心計(jì)算模塊還包括：

23、離散量采集單元，所述離散量采集單元與所述載機(jī)系統(tǒng)電連接，用于采集所述載機(jī)系統(tǒng)的離散量信號(hào)，以使所述多核處理器根據(jù)所述離散量信號(hào)、所述加速度信號(hào)和所述轉(zhuǎn)速信號(hào)生成所述控制指令。

24、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，所述總線處理模塊包括：

25、外部總線接口單元，所述外部總線接口單元用于向外部反饋所述振動(dòng)控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)；

26、加速度信號(hào)采集單元，所述加速度信號(hào)采集單元與所述載機(jī)系統(tǒng)上的加速度傳感器電連接，用于采集所述加速度信號(hào)；

27、轉(zhuǎn)速信號(hào)采集單元，所述轉(zhuǎn)速信號(hào)采集單元與所述載機(jī)系統(tǒng)上的轉(zhuǎn)速傳感器電連接，用于采集所述轉(zhuǎn)速信號(hào)；

28、現(xiàn)場(chǎng)總線接口單元，所述現(xiàn)場(chǎng)總線接口單元與所述載機(jī)系統(tǒng)電連接，用于輸出所述控制指令；

29、第一內(nèi)部總線接口單元，第一內(nèi)部總線接口單元與所述數(shù)據(jù)記錄模塊電連接，用于實(shí)現(xiàn)所述總線處理模塊與所述數(shù)據(jù)記錄模塊之間通訊。

30、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，所述加速度信號(hào)采集單元包括加速度信號(hào)處理子單元和加速度信號(hào)采集子單元，所述加速度信號(hào)處理子單元包括高通濾波器、比例放大器和低通濾波器，所述加速度信號(hào)采集子單元包括加速度信號(hào)ad采集子單元、第一fpga邏輯處理子單元；

31、所述轉(zhuǎn)速信號(hào)采集單元包括轉(zhuǎn)速信號(hào)處理子單元和轉(zhuǎn)速信號(hào)采集子單元，所述轉(zhuǎn)速信號(hào)處理子單元包括限幅器、信號(hào)驅(qū)動(dòng)器和滯回比較器，所述轉(zhuǎn)速信號(hào)采集子單元包括轉(zhuǎn)速信號(hào)ad采集子單元、第二fpga邏輯處理子單元。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的有益效果在于：通過(guò)多核異構(gòu)架構(gòu)的設(shè)置，按照功能劃分多個(gè)模塊，從邏輯上明確系統(tǒng)內(nèi)各模塊的功能邊界，實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊功能的解耦合，使各個(gè)模塊高效并行的完成振動(dòng)控制的相關(guān)任務(wù)，避免在振動(dòng)控制不同階段時(shí)出現(xiàn)模塊被其中一項(xiàng)任務(wù)占用的情況。大幅度提高系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)性、有效性，同時(shí)提升了振動(dòng)控制系統(tǒng)的集成度，提高了振動(dòng)控制效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

3.一種基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述方法包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

5.一種基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括總線處理模塊(100)、核心計(jì)算模塊(200)和數(shù)據(jù)處理模塊(300)，所述數(shù)據(jù)記錄模塊(300)電連接所述總線處理模塊(100)和所述核心計(jì)算模塊(200)，所述總線處理模塊(100)還電連接載機(jī)系統(tǒng)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述核心計(jì)算模塊(200)形成于ft-2000/4處理器，所述總線處理模塊(100)和所述數(shù)據(jù)記錄模塊(300)形成于fmql45t900可編程融合芯片，所述總線處理模塊(100)形成于所述可編程融合芯片的pl端，所述數(shù)據(jù)記錄模塊(300)形成于所述可編程融合芯片的ps端。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述核心計(jì)算模塊(200)包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述核心計(jì)算模塊(200)還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述總線處理模塊(100)包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述加速度信號(hào)采集單元(120)包括加速度信號(hào)處理子單元(121)和加速度信號(hào)采集子單元(122)，所述加速度信號(hào)處理子單元(121)包括高通濾波器、比例放大器和低通濾波器，所述加速度信號(hào)采集子單元(122)包括加速度信號(hào)ad采集子單元、第一fpga邏輯處理子單元；

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于多核異構(gòu)架構(gòu)的振動(dòng)控制方法及系統(tǒng)，其中方法包括：獲取當(dāng)前時(shí)刻，若判斷當(dāng)前時(shí)刻與上一次采集載機(jī)系統(tǒng)的加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)的時(shí)刻之間時(shí)間間隔大于預(yù)設(shè)采集周期時(shí)，則采集當(dāng)前時(shí)刻的載機(jī)系統(tǒng)的加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)；通過(guò)數(shù)據(jù)記錄模塊將加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送至核心計(jì)算模塊，以使核心計(jì)算模塊根據(jù)振動(dòng)狀態(tài)信號(hào)生成控制指令，振動(dòng)狀態(tài)信號(hào)至少包括加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)，控制指令用于控制載機(jī)系統(tǒng)輸出相反的作用力。本申請(qǐng)?zhí)峁┑目刂葡到y(tǒng)各個(gè)模塊可高效并行的完成振動(dòng)控制的相關(guān)任務(wù)，大幅提高系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)性、有效性。

技術(shù)研發(fā)人員：沈華,邢可欣,馮文杰,李謙,姬德堡,袁盾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津津航計(jì)算技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10