从原理到应用：详解IGH主站通讯在机器人控制中的作用
IGH主站简述
- 1.往期回顾
- 2.主站简述
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- 2.2 通讯原理
- 2.3 通讯特点
- 2.4 应用领域
- 3.通讯流程
1.往期回顾
1.EtherCAT介绍：机器人控制LinuxCNC与EtherCAT介绍&&PDO&SDO，搭建环境步骤
2.安装IGH主站：linux系统学习笔记7——一次性安装igh-ethercat主站
3.c语言控制：IGH主站通信测试csp模式（DC同步 preemrt）连通一从站并实现控制
2.主站简述
| IGH主站通讯详解：掌握机器人控制的核心技术 |
当今工业自动化领域，许多机器人和数控设备的控制系统都采用了Ethernet/IP、PROFINET、EtherCAT等高速网络通讯方式。
但是，在某些场合，由于通讯链路稳定性、带宽限制等问题，使用高速网络通讯方式并不适合。
因此，在这些场合下，我们通常采用硬实时（Real-time）通讯方式。IGH主站（Interp Genius Host）即为一种基于硬实时通讯方式的控制器。
本文笔者将会介绍IGH主站通讯的原理、特点和应用场景。
2.2 通讯原理
IGH主站通讯的原理
IGH主站通讯采用了硬实时通讯的方式，主要分为两个部分：
| 一个是规划器，负责处理轨迹规划和速度规划等 |
| 一个是插补器，负责插补轴的运动和输出各个轴的脉冲信号。 |
在IGH主站中，每个轴都对应着一个独立的插补器。
当工作线程接收到轴的运动命令时，它将把命令转换成轨迹，并将轨迹发送给相应的插补器。
插补器将接收到的轨迹进行插补运算，输出各轴的脉冲信号，控制各轴的运动。
2.3 通讯特点
IGH主站通讯的特点
IGH主站通讯具有以下特点：
- 高精度：由于IGH主站采用硬实时通讯方式，它的精度非常高，可以满足很多高精度控制系统的需求。
- 项稳定性好：IGH主站通讯不受网络带宽、通讯延迟等因素的影响，可以保证通讯的稳定性和可靠性。
- 速度快：由于通讯方式的不同，IGH主站通讯的速度相对于高速网络通讯方式更快。
- 易于控制：IGH主站通讯的控制方式相对较为简单，程序代码相对比较容易理解和维护。
2.4 应用领域
应用领域
IGH主站通讯的应用场景主要涉及到工业自动化、机器人、数控系统等领域。
在工业自动化中，IGH主站通讯可以用于实现分布式控制系统，通过实现多个从站与一个主站的通讯，可以实现对分布在多个设备上的任务进行协同控制。
例如，在一个生产线上，需要控制多个设备的协同工作，可以通过一个IGH主站来控制各个设备的控制器，实现任务的分配与协调。
在机器人领域，IGH主站通讯可以用于实现多轴机器人的控制，通过将机器人各个轴的控制器作为从站，一个IGH主站可以实现多轴机器人的协同运动控制。
在数控系统中，IGH主站通讯可以用于实现数控系统中的多轴协同控制，通过将数控系统中的各个轴的控制器作为从站，一个IGH主站可以实现多轴协同控制，提高系统的运动控制精度和效率。
总之，IGH主站通讯在工业自动化、机器人、数控系统等领域都有广泛的应用，可以实现分布式控制、多轴协同控制等功能，提高系统的控制精度和效率。
3.通讯流程
| IGH主站通讯 |
IGH主站通讯是指将上位机发出的指令通过通讯接口传递到下位机执行，
并将下位机的状态信息反馈给上位机。
在实际机器人控制应用中，通讯性能的好坏往往直接影响机器人的运行效果和稳定性。
通讯周期与采集周期
通讯周期是指通讯接口每隔一定时间进行一次通讯数据交换的时间间隔，通常采用毫秒（ms）为单位。通讯周期的设置需要考虑通讯的稳定性和响应速度，通常越短的周期会带来更高的通讯响应速度，但也会增加通讯的负担和稳定性问题。
一般来说，通讯周期需要根据具体应用场景进行合理设置。
采集周期是指机器人控制系统采集外部传感器数据的时间间隔，通常也是以毫秒为单位进行设置。
采集周期的设置需要根据所采集数据的实时性要求和系统资源情况进行考虑。
较短的采集周期会带来更高的数据实时性和控制精度，但同时也会增加系统资源负担和延迟问题。
因此，采集周期需要根据具体系统实际情况进行调整
以下是一个关于IGH主站通讯流程的简化流程表：
- 初始化通讯和控制器参数
- 启动通讯线程和接收数据线程，接收控制器数据
- 启动数据处理线程，将接收到的数据解析成运动指令
- 启动轨迹规划线程，根据接收到的运动指令规划机器人运动轨迹
- 启动速度规划线程，根据规划的机器人运动轨迹计算机器人运动速度
- 将计算出的机器人运动速度通过通讯线程发送给控制器
- 控制器按照接收到的机器人运动速度控制机器人进行运动
- 返回第2步，循环接收控制器数据并进行机器人控制
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