CN111934808B - 基于高精度授时网络的多执行器协调控制系统和方法 - Google Patents

基于高精度授时网络的多执行器协调控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于高精度授时网络的多执行器协调控制系统及方法。该系统包括：至少一个数据采集器、边缘控制器、至少一个底层控制器以及授时网络；授时网络用于向数据采集器、边缘控制器和底层控制器发送时钟信号；边缘控制器用于接收服务器发送的任务指令，并将任务指令分解为多个子任务，将各个子任务发送到对应的数据采集器和底层控制器；数据采集器用于将采集的带有时间戳的数据发送至边缘控制器和对应的底层控制器；底层控制器用于根据子任务驱动对应的执行器，每个底层控制器对应一个执行器。可见，本发明通过高精度授时网络实现了控制系统的时间同步，实现了各个执行器间的解耦，降低了具有多执行器系统的技术难度和成本。

Description

基于高精度授时网络的多执行器协调控制系统和方法
技术领域
本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种基于高精度授时网络的多执行器协调控制系统和方法。
背景技术
随着航空制造业的飞速发展，许多关键零部件的材料、结构、加工工艺都有一定的特殊性和加工难度，用普通加工设备和传统加工工艺无法达到要求，必须采用多轴联动、高速、高精度的数控机床才能满足加工要求。多轴系统是非线性、强耦合的多输入多输出系统，其多个轴的协调控制是一个很复杂且很重要的问题。在机械加工中，由实际位置到期望轮廓的距离产生的轮廓误差直接关系到产品的质量，减少同步误差是降低轮廓误差的关键。
现有的同步控制方式主要包括机械总轴同步控制方式、主令参考同步控制方式、主从式同步控制方式。
机械总轴同步控制方式是最早形成的一种同步控制方式，系统主要由机械部件实现，各个分区紧密的胶合在一起，使得各个分区的运转如同一个整体，优点是能够很好地保证各单元之间的同步关系，缺点是可拓展性不强，拓扑结构相对固定，参数调节困难，易发生机械谐振等问题。
主令参考同步控制方式的输入信号（主令参考信号）直接作用到每个单元的电动机上，因此每个单元获得一致的输入信号，各个单元的输入信号不受除参考信号以外的任何其它因素的影响，其主要适用于各分区电动机不会出现较大扰动的情况。
主从式同步控制方式是先根据上位机下发的目标速度控制主轴运转，再根据主轴输出的电流信号来控制从轴运转，但是这种方法从轴和主轴之间存在通讯延时，高速运转时，从轴可能无法完全跟随主轴，导致控制精度降低。
现有技术中多执行机构协同方法多采用主令参考式同步控制、主从式同步同步控制策略，不可避免的存在一定的串行结构及产生时延，且多执行机构协同方法中各个执行机构之间的耦合性较强，随着执行机构的增多，技术难度与成本快速增加。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于高精度授时网络的多执行器协调控制系统和方法。
本发明的一个实施例提供一种基于高精度授时网络的多执行器协调控制系统，包括：
至少一个数据采集器、边缘控制器、至少一个底层控制器以及授时网络；
所述数据采集器、所述边缘控制器和所述底层控制器通过所述授时网络通信；
所述授时网络用于向所述数据采集器、所述边缘控制器和所述底层控制器发送时钟信号，以实现所述控制系统的时间同步；
所述边缘控制器用于接收服务器发送的任务指令，并将所述任务指令分解为多个子任务，将各个子任务发送到对应的数据采集器和底层控制器；
所述数据采集器用于将采集的带有时间戳的数据发送至所述边缘控制器和对应的底层控制器；
所述底层控制器用于根据所述子任务驱动对应的执行器，每个底层控制器对应一个执行器。
可选地，所述将所述任务指令分解为多个子任务，包括：
将所述任务指令分解为多个带有时间信息的子任务，为各个子任务设定任务编号、任务优先级、与前序指令的关系。
可选地，所述边缘控制器还用于：
根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整；
所述底层控制器还用于：
根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整。
可选地，所述数据采集器还用于：
解析所述边缘控制器发送的子任务，根据所述子任务调整采集频率和发送目标位置。
本发明的另一个实施例提供一种基于高精度授时网络的多执行器协调控制方法，包括：
授时网络向数据采集器、边缘控制器和底层控制器发送时钟信号，以实现控制系统的时间同步；
边缘控制器接收服务器发送的任务指令，并将所述任务指令分解为多个子任务，将各个子任务发送到对应的数据采集器和底层控制器；
数据采集器将采集的带有时间戳的数据发送至所述边缘控制器和对应的底层控制器；
底层控制器用于根据所述子任务驱动对应的执行器，每个底层控制器对应一个执行器。
可选地，所述将所述任务指令分解为多个子任务，包括：
将所述任务指令分解为多个带有时间信息的子任务，为各个子任务设定任务编号、任务优先级、与前序指令的关系。
可选地，该方法还包括：
所述边缘控制器根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整；
所述底层控制器根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整。
可选地，该方法还包括：
所述数据采集器解析所述边缘控制器发送的子任务，根据所述子任务调整采集频率和发送目标位置。
本发明的另一个实施例提供一种电子设备，其中，该电子设备包括：
处理器；以及，
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述的基于高精度授时网络的多执行器协调控制方法。
本发明的另一个实施例提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现上述的基于高精度授时网络的多执行器协调控制方法。
本发明的有益效果是，通过高精度授时网络实现了边缘控制器、底层控制器和数据采集器之间的时间同步，实现了各个执行器间的解耦，提升了各执行器控制的灵活性，为多轴多联动设备的控制系统设计提供了新的思路，降低了具有多执行器系统的技术难度和成本。
另外，本发明通过在子任务中添加时间信息使得边缘控制器可以预发子任务，各底层控制器根据时间信息驱动相应的执行器完全并行运行。
附图说明
图1为本发明一个实施例的基于高精度授时网络的多执行器协调控制系统的结构示意图；
图2为本发明一个实施例的基于高精度授时网络的多执行器协调控制系统的原理图；
图3为本发明一个实施例的基于高精度授时网络的多执行器协调控制方法的流程示意图；
图4为本发明一个实施例的基于高精度授时网络的多执行器协调控制方法的原理图；
图5为本发明一个实施例的任务分解的原理图；
图6示出了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图；
图7示出了根据本发明一个实施例的计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供了一种基于高精度授时网络的多执行器协同控制系统和方法，通过在系统中引入高精度授时网络，改变了现有多执行器的协同模式，简化了多执行器系统难度，尤其是在执行器较多的情况下。
图1为本发明一个实施例的基于高精度授时网络的多执行器协同控制系统的结构示意图（图2为原理图）。如图1所示，本发明实施例的控制系统包括：
至少一个数据采集器11、边缘控制器12、至少一个底层控制器13以及授时网络14；
数据采集器11、边缘控制器12和底层控制器13通过授时网络14通信；
授时网络14用于向数据采集器11、边缘控制器12和底层控制器13发送时钟信号，以实现所述控制系统的时间同步；
边缘控制器12用于接收服务器发送的任务指令，并将所述任务指令分解为多个子任务，将各个子任务发送到对应的数据采集器11和底层控制器13；
数据采集器11用于将采集的带有时间戳的数据发送至边缘控制器12和对应的底层控制器13；
底层控制器13用于根据所述子任务驱动对应的执行器，每个底层控制器对应一个执行器。
在图2中的原理图中，共有m个数据采集器，n个执行器，m和n为大于等于1的整数。
在实际应用中，边缘控制器12作为控制系统的核心控制部分，包括以下功能：
a.根据网络授时协议与授时网络通信，保证边缘控制器本地时间与系统时间同步；
b.接收来自服务器的任务指令；
c.任务分解，将复杂的需多执行器协同执行的任务分解为若干个子任务；
d.将子任务发送到对应的数据采集器/底层控制器。
数据采集器11作为该控制系统的数据输入部分，包括以下功能：
a.根据网络授时协议与授时网络通信，保证数据采集器本地时间与系统时间同步；
b.具备模拟I/O和数字I/O采集接口，以及与利用标准协议采集、解析数据的功能；
c.解析数据采集器获取的位置、振动等实时信息，并为其添加相应的时间戳；
d.将带有时间戳的采集数据发送到对应的边缘控制器和底层控制器。
底层控制器13作为该控制系统的输出部分，包括以下功能：
a.根据网络授时协议与授时网络通信，保证底层控制器本地时间与系统时间同步；
b.解析带有时间信息的子任务；
c.维护本地子任务缓冲区，处理子任务缺失等异常；
d.驱动执行器运行。
授时网络14作为该控制系统的信息通讯中心，提供以下功能：
a.提供高精度、高可靠性的网络授时功能；
b.提供稳定快速的数据传输通道。
本发明实施例的基于高精度授时网络的多执行器协同控制系统，通过高精度授时网络实现了边缘控制器、底层控制器和数据采集器之间的时间同步，实现了各个执行器间的解耦，提升了各执行器控制的灵活性，为多轴多联动设备的控制系统设计提供了新的思路，降低了具有多执行器系统的技术难度和成本。
在本发明实施例的一种优选的实施方式中，将所述任务指令分解为多个子任务，包括：
将所述任务指令分解为多个带有时间信息的子任务，为各个子任务设定任务编号、任务优先级、与前序指令的关系。
可理解的是，边缘控制器12将所述任务指令分解为多个带有时间信息的子任务，根据子任务特征，为各个子任务设定任务编号、优先级、与前序指令的关系等特征标签。本发明实施例通过在子任务中添加时间信息使得边缘控制器可以预发子任务，各底层控制器根据时间信息驱动相应的执行器完全并行运行。
在本发明实施例的另一种可选的实施方式中，边缘控制器12还用于：
根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整；底层控制器13还用于：
根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整。
也就是说，在任务执行过程中，边缘控制器12能根据数据采集器反馈的信息，实时对子任务进行相应调整；底层控制器13能根据数据采集器反馈的信息，调整子任务周期内的执行情况，从而进一步提升了各执行器控制的灵活性。进一步地，数据采集器11还用于：
解析所述边缘控制器发送的子任务，根据所述子任务调整采集频率和发送目标位置。
在本发明实施例中，目标位置指的是边缘控制器和与当前采集的数据相关的底层控制器。
图3为本发明一个实施例的基于高精度授时网络的多执行器协调控制方法的流程示意图（图4为原理图）。该方法包括：
S31：授时网络向数据采集器、边缘控制器和底层控制器发送时钟信号，以实现控制系统的时间同步；
S32：边缘控制器接收服务器发送的任务指令，并将所述任务指令分解为多个子任务，将各个子任务发送到对应的数据采集器和底层控制器；
S33：数据采集器将采集的带有时间戳的数据发送至所述边缘控制器和对应的底层控制器；
S34：底层控制器用于根据所述子任务驱动对应的执行器，每个底层控制器对应一个执行器。
本发明实施例的基于高精度授时网络的多执行器协同控制方法，通过高精度授时网络实现了边缘控制器、底层控制器和数据采集器之间的时间同步，实现了各个执行器间的解耦，提升了各执行器控制的灵活性，为多轴多联动设备的控制系统设计提供了新的思路，降低了具有多执行器系统的技术难度和成本。
在本发明实施的一种优选的实施方式中，所述将所述任务指令分解为多个子任务，包括：
将所述任务指令分解为多个带有时间信息的子任务，为各个子任务设定任务编号、任务优先级、与前序指令的关系。
本发明实施例通过在子任务中添加时间信息使得边缘控制器可以预发子任务，各底层控制器根据时间信息驱动相应的执行器完全并行运行。
在本发明实施例的一种可选的实施方式中，该方法还包括：
所述边缘控制器根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整；
所述底层控制器根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整。
在本发明实施例的另一种可选的实施方式中，该方法还包括：
所述数据采集器解析所述边缘控制器发送的子任务，根据所述子任务调整采集频率和发送目标位置。
以下结合图4和图5说明本发明的一种具体的实施方式：
1、实现控制系统的时间同步的过程：
（1）边缘控制器向授时网络发送授时协议查询码，授时网络接收到授时协议查询码后，根据授时协议向边缘控制器发送系统时间
Figure 795269DEST_PATH_IMAGE001
；
（2）边缘控制器接收到授时网络返回的系统时间
Figure 774727DEST_PATH_IMAGE001
，将
Figure 554464DEST_PATH_IMAGE001
与边缘控制器本地时间
Figure 949673DEST_PATH_IMAGE002
进行比较，差值
Figure 826362DEST_PATH_IMAGE003
，如果
Figure 648825DEST_PATH_IMAGE004
，则将边缘控制器系统时间更新为
Figure 915858DEST_PATH_IMAGE001
；如果
Figure 177075DEST_PATH_IMAGE005
，则边缘控制器立即进入授时超差处理流程；
（3）边缘控制器以1s为周期，不断循环步骤（1）至步骤（2），以实现边缘控制器与系统的时间同步；
（4）底层控制器向授时网络发送授时协议查询码，授时网络模块接收到授时协议查询码后，根据授时协议向底层控制器发送系统时间
Figure 845954DEST_PATH_IMAGE006
；
（5）底层控制器接收到授时网络返回的系统时间
Figure 839317DEST_PATH_IMAGE006
，将
Figure 593647DEST_PATH_IMAGE006
与底层控制器系统时间
Figure 392976DEST_PATH_IMAGE007
进行比较，差值
Figure 916361DEST_PATH_IMAGE008
，如果
Figure 346205DEST_PATH_IMAGE009
，则将底层控制器系统时间更新为
Figure 650147DEST_PATH_IMAGE006
；如果
Figure 925271DEST_PATH_IMAGE010
，则底层控制器立即向边缘控制器发送授时超差信号；
（6）底层控制器以1s为周期，不断循环步骤（4）至步骤（5），以实现底层控制器与系统的时间同步；
（7）数据采集器向授时网络发送授时协议查询码，授时网络接收到授时协议查询码后，根据授时协议向数据采集器发送系统时间
Figure 568742DEST_PATH_IMAGE011
；
（8）数据采集器接收到授时网络返回的系统时间
Figure 966225DEST_PATH_IMAGE011
，将
Figure 695147DEST_PATH_IMAGE011
与数据采集器系统时间
Figure 773961DEST_PATH_IMAGE012
进行比较，差值
Figure 271939DEST_PATH_IMAGE013
，如果
Figure 105903DEST_PATH_IMAGE014
，则将数据采集器系统时间更新为
Figure 56541DEST_PATH_IMAGE011
；如果
Figure 939046DEST_PATH_IMAGE015
，则数据采集器立即向边缘控制器发送授时超差信号；
（9）数据采集模块以1s为周期，不断循环步骤（7）至步骤(8)，以实现数据采集器与系统的时间同步；
2、任务分解的过程
以通过本发明实施例的方法方法实现两个互相垂直的执行器A，B的协同控制为例进行说明。其中执行器A固定于地面或者其它参考系中，执行器B固定于执行器A的伸缩轴上，工装固定于执行器B的伸缩轴上，执行器A、B协同控制实现工装在二维平面运动。建立二维直角坐标系，以执行器B的伸出方向为x轴的正方向，收缩方向为x轴的负方向；以执行器A的伸出方向为y轴的正方向，收缩方向为y轴的负方向。位置传感器1负责采集执行器A的位置信息，位置传感器2负责采集执行器B的位置信息。
（10）边缘控制器接收到来自服务器的任务指令，控制工装以1s的时间匀速走过
Figure 291530DEST_PATH_IMAGE016
的圆形路径；
（11）假设执行器A、B当前的位置分别为
Figure 296395DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 734330DEST_PATH_IMAGE018
，边缘控制器以T = 0.01ms为指令周期将任务分解200000个分别为执行器A和执行器B子任务，使得工装在以固定的角速度走过圆形路径。
执行器A对应的底层控制器的子任务：
i.任务编号1，执行时刻
Figure 154947DEST_PATH_IMAGE019
，任务优先级0，对前序指令无依赖，移动到
Figure 689834DEST_PATH_IMAGE020
处，移动速度为
Figure 803283DEST_PATH_IMAGE021
；
ii.任务编号2，执行时刻
Figure 728514DEST_PATH_IMAGE022
，任务优先级0，对前序指令无依赖，移动到
Figure 952822DEST_PATH_IMAGE023
处，移动速度为
Figure 76636DEST_PATH_IMAGE024
；
……
iii.任务编号i，执行时刻
Figure 360986DEST_PATH_IMAGE025
，任务优先级0，对前序指令无依赖，移动到
Figure 773513DEST_PATH_IMAGE026
处，移动速度
Figure 801512DEST_PATH_IMAGE027
；
……
iv任务编号10000，执行时刻
Figure 45412DEST_PATH_IMAGE028
，任务优先级0，对前序指令无依赖，移动到
Figure 235084DEST_PATH_IMAGE029
处，移动速度为
Figure 134907DEST_PATH_IMAGE030
；
执行器B对应的底层控制器的子任务：
i.任务编号1，执行时刻
Figure 763335DEST_PATH_IMAGE019
，任务优先级0，对前序指令无依赖，移动到
Figure 65003DEST_PATH_IMAGE031
处，移动速度为
Figure 425577DEST_PATH_IMAGE032
；
ii.任务编号2，执行时刻
Figure 812696DEST_PATH_IMAGE022
，任务优先级0，对前序指令无依赖，移动到
Figure 244815DEST_PATH_IMAGE033
处，移动速度为
Figure 135410DEST_PATH_IMAGE034
；
……
iii.任务编号i，执行时刻
Figure 932465DEST_PATH_IMAGE025
，任务优先级0，对前序指令无依赖，移动到
Figure 665935DEST_PATH_IMAGE035
处，移动速度
Figure 839427DEST_PATH_IMAGE036
；
……
iv.任务编号100，执行时刻
Figure 850108DEST_PATH_IMAGE028
，任务优先级0，对前序指令无依赖，移动到
Figure 818064DEST_PATH_IMAGE037
处，移动速度为
Figure 976513DEST_PATH_IMAGE038
；
位置传感器1对应的数据采集器的子任务：
任务编号1，执行时刻
Figure 688117DEST_PATH_IMAGE019
，任务优先级0，对前序指令无依赖，采集周期：T/8，目标位置：边缘控制器、执行器A对应的底层控制器；
位置传感器2对应的数据采集器的子任务：
i.任务编号1，执行时刻
Figure 553305DEST_PATH_IMAGE019
，任务优先级0，对前序指令无依赖，采集周期：T/8，目标位置：边缘控制器、执行器B对应的底层控制器；
（12）将子任务分别通过授时网络模块分发到执行器A的底层控制器和执行器B的底层控制器；
3、执行指令的过程
执行器A的底层控制器流程：
（13）底层控制器接收到来自边缘控制器的任务序列，以任务编号及执行时刻升序排列存储在底层控制器的任务缓冲区内；
（14）检查当前任务序列中优先级，并剔除掉不符合优先级规则的子任务；
（15）底层控制模块读取任务缓冲区内的第一条待执行任务指令，并监控其执行时刻
Figure 754479DEST_PATH_IMAGE019
，当底层控制器本地时钟到达
Figure 337907DEST_PATH_IMAGE019
时刻，则底层控制器驱动执行器A以指令中的速度运转到指定位置；
（16）利用执行器运动过程中的采集的位置信息，实时调整优化指令执行过程，以保证能达到指令的目标位置，如果不能达到则将异常情况发送至边缘控制器；
（17）重复步骤(15)到步骤(16)；
执行器B的底层控制器流程：
（18）底层控制器接收到来自边缘控制器的任务序列，以任务编号及执行时刻升序排列存储在底层控制器的任务缓冲区内；
（19）检查当前任务序列中优先级，并剔除掉不符合优先级规则的子任务；
（20）底层控制模块读取任务缓冲区内的第一条待执行任务指令，并监控其执行时刻
Figure 587623DEST_PATH_IMAGE019
，当底层控制器本地时钟到达
Figure 572897DEST_PATH_IMAGE019
时刻，则底层控制器驱动执行器A以指令中的速度运转到指定位置；
（21）利用执行器运动过程中的采集的位置信息，实时调整优化指令执行过程，以保证能达到指令的目标位置，如果不能达到则将异常情况发送至边缘控制器；
（22）重复步骤(20)到步骤(21)；
4、状态采集的过程
（23）数据采集器采集执行过程中的位置信息，并为数据添加时间戳后通过授时网络将其发送至边缘控制器和对应的底层控制器；
5、异常情况处理
（24）根据执行过程中的异常情况，边缘控制模块将后续任务重新进行分解，并将任务的优先级提升后重新发送至底层控制器；
6、优先级规则
（25）编号为1的任务的优先级为0；
（26）当编号为i的任务的优先级为p时，则编号大于i的任务的优先级不得小于p，否则任务视为无效；
（27）编号为j的优先级清零指令，清空任务缓冲区，并将当前优先级设置为0。
综上所述，本发明通过高精度授时网络实现了边缘控制器、底层控制器和数据采集器之间的时间同步，实现了各个执行器间的解耦，提升了各执行器控制的灵活性，为多轴多联动设备的控制系统设计提供了新的思路，降低了具有多执行器系统的技术难度和成本。
另外，本发明通过在子任务中添加时间信息使得边缘控制器可以预发子任务，各底层控制器根据时间信息驱动相应的执行器完全并行运行。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
需要说明的是：
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器（DSP）来实现根据本发明实施例的检测电子设备的佩戴状态的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序（例如，计算机程序和计算机程序产品）。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
例如，图6示出了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。该电子设备传统上包括处理器6和被安排成存储计算机可执行指令（程序代码）的存储器62。存储器62可以是诸如闪存、EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器62具有存储用于执行图1所示的以及各实施例中的任何方法步骤的程序代码64的存储空间63。例如，用于存储程序代码的存储空间63可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码64。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘（CD）、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为例如图7所述的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以具有与图6的电子设备中的存储器62类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。通常，存储空间存储有用于执行根据本发明的方法步骤的程序代码71，即可以有诸如处理器51读取的程序代码，当这些程序代码由电子设备运行时，导致该电子设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于高精度授时网络的多执行器协调控制系统，其特征在于，包括：
至少一个数据采集器、边缘控制器、至少一个底层控制器以及授时网络；
所述数据采集器、所述边缘控制器和所述底层控制器通过所述授时网络通信；
所述授时网络用于向所述数据采集器、所述边缘控制器和所述底层控制器发送时钟信号，以实现所述控制系统的时间同步；
所述边缘控制器用于接收服务器发送的任务指令，并将所述任务指令分解为多个子任务，将各个子任务发送到对应的数据采集器和底层控制器；
所述数据采集器用于将采集的带有时间戳的数据发送至所述边缘控制器和对应的底层控制器；
所述底层控制器用于根据所述子任务驱动对应的执行器，每个底层控制器对应一个执行器；
所述将所述任务指令分解为多个子任务，包括：
将所述任务指令分解为多个带有时间信息的子任务，为各个子任务设定任务编号、任务优先级、与前序指令的关系。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述边缘控制器还用于：
根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整；
所述底层控制器还用于：
根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集器还用于：
解析所述边缘控制器发送的子任务，根据所述子任务调整采集频率和发送目标位置。
4.一种基于高精度授时网络的多执行器协调控制方法，其特征在于，包括：
授时网络向数据采集器、边缘控制器和底层控制器发送时钟信号，以实现控制系统的时间同步；
边缘控制器接收服务器发送的任务指令，并将所述任务指令分解为多个子任务，将各个子任务发送到对应的数据采集器和底层控制器；
数据采集器将采集的带有时间戳的数据发送至所述边缘控制器和对应的底层控制器；
底层控制器用于根据所述子任务驱动对应的执行器，每个底层控制器对应一个执行器；
所述将所述任务指令分解为多个子任务，包括：
将所述任务指令分解为多个带有时间信息的子任务，为各个子任务设定任务编号、任务优先级、与前序指令的关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
所述边缘控制器根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整；
所述底层控制器根据所述数据采集器反馈的信息对所述各个子任务进行相应调整。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
所述数据采集器解析所述边缘控制器发送的子任务，根据所述子任务调整采集频率和发送目标位置。
7.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包括：
处理器；以及，
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行根据权利要求4-6中任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现权利要求4-6中任一项所述的方法。
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