2 更改通信接口時(shí)需要了解的系統(tǒng)挑戰(zhàn)

由于不同的子系統(tǒng)要求，諸如機(jī)器人等復(fù)雜系統(tǒng)需要支持多個(gè)通信接口，并且可能會混合使用不同接口。圖 2-1 顯示了一個(gè)分散式機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有多條通信接口路徑，每條路徑的規(guī)格都不相同。

從這些接口更改為 SPE 有助于機(jī)械尺寸測量和降低總體系統(tǒng)成本。然而，SPE 還需要確保實(shí)現(xiàn)必要的計(jì)時(shí)性能。

圖 2-1 中的綠線表示通信接口，該接口通常采用實(shí)時(shí)協(xié)議，來確保通信的確定性和高數(shù)據(jù)傳輸速率。藍(lán)線表示電機(jī)驅(qū)動(dòng)編碼器接口，該接口通常使用基于 RS-485 的專有數(shù)字協(xié)議或模擬編碼器接口來實(shí)現(xiàn)。

機(jī)器人的內(nèi)部通信路徑在靠近電機(jī)開關(guān)相位的位置運(yùn)行。此實(shí)現(xiàn)可以減少電纜數(shù)量并降低機(jī)器人中的功率級別，同時(shí)還無需在機(jī)器人關(guān)節(jié)處進(jìn)行冷卻。然而，將電力電子裝置移至機(jī)械手內(nèi)可能會在系統(tǒng)的通信接口中產(chǎn)生連續(xù)噪聲。這反過來又會帶來新的挑戰(zhàn)，即，由于所選接口或設(shè)計(jì)的噪聲性能不佳而導(dǎo)致通信數(shù)據(jù)丟失。在 SPE 中，高噪聲環(huán)境下的性能在很大程度上取決于所選 PHY 去耦類型。節(jié) 4 說明了電流去耦和電容去耦。如前所述，另一個(gè)挑戰(zhàn)是機(jī)械手不斷地移動(dòng)電纜的位置，隨著時(shí)間的推移會損壞電纜。

電池供電型機(jī)器人還可以從使用 SPE 實(shí)現(xiàn)電纜數(shù)量減少中受益，因?yàn)檫@樣可以減輕重量、提高系統(tǒng)效率并更大限度地延長充電間隔時(shí)間（延長電池壽命）。