本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域：
：，特別是涉及一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模方法及裝置。
背景技術(shù)：
：：機(jī)器人系統(tǒng)是機(jī)器人信息處理和控制的核心，其設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的整體行為和性能起到至關(guān)重要的作用。隨著機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)器人系統(tǒng)的安全性問(wèn)題也凸顯出來(lái)，特別是機(jī)器人系統(tǒng)中實(shí)時(shí)分布式控制部分，其任務(wù)通常安全攸關(guān)，保證其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的正確性和可靠性非常重要。機(jī)器人控制實(shí)際上是對(duì)各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，使其協(xié)同工作，從而完成更加復(fù)雜的任務(wù)。因此，如何對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證變得越來(lái)越重要。系統(tǒng)的形式驗(yàn)證通常有模型檢驗(yàn)和定理證明兩種方法，其中模型檢驗(yàn)方法是根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)以自動(dòng)機(jī)的形式進(jìn)行建模，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)或分布式控制系統(tǒng)，這種方法容易產(chǎn)生狀態(tài)爆炸，定理證明的方法通常是將系統(tǒng)描述成邏輯表達(dá)式進(jìn)行驗(yàn)證，這種方法建模時(shí)通常抽象層次較高，不容易保留底層設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)信息。本申請(qǐng)中采用微體系結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行形式建模，具體地，可以通過(guò)xMAS(eXecutableMicroArchitecturalSpecification，微體系結(jié)構(gòu)模型)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證的方法。該方法主要可以是基于圖形原語(yǔ)在微體系結(jié)構(gòu)級(jí)上進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、形式建模和驗(yàn)證。其中，定義了8個(gè)圖形原語(yǔ)，也可以稱為xMAS元件：Fork、Join、Switch、Merge、Queue、Sink、Source、以及Function。由于這些原語(yǔ)是形式定義的，因此用xMAS表達(dá)的模型可以很方便實(shí)現(xiàn)形式化推理和分析。但是，由于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)中存在數(shù)據(jù)信息及控制信息的優(yōu)先級(jí)傳輸需求，而上述方式不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)的驗(yàn)證，因此，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的全面驗(yàn)證，成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的全面驗(yàn)證。具體技術(shù)方案如下：第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模方法，所述方法包括：針對(duì)所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，根據(jù)各微體系結(jié)構(gòu)模型xMAS元件的同步等式，對(duì)各xMAS元件在邏輯編程語(yǔ)言ACL2中形式化，得到所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型；其中，所述各xMAS元件包括Arbiter及以下至少一項(xiàng)：Fork、Join、Switch、Merge、Queue、Sink、Source、和Function；在ACL2中對(duì)所述xMAS元模型中的組合邏輯元件和時(shí)序邏輯元件進(jìn)行預(yù)設(shè)屬性的驗(yàn)證；根據(jù)所述xMAS元模型，建立所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS網(wǎng)絡(luò)?？蛇x地，所述方法還包括：通過(guò)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證?？蛇x地，所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)為基于控制器局域網(wǎng)CAN總線的機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，所述通過(guò)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證的步驟包括：驗(yàn)證以下條件是否均成立：當(dāng)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)接收端都有存儲(chǔ)空間時(shí)，所述xMAS網(wǎng)絡(luò)輸出數(shù)據(jù)；所述CAN總線從每個(gè)發(fā)送端仲裁出優(yōu)先級(jí)最高的數(shù)據(jù)包輸入所述CAN總線上；當(dāng)所述CAN總線上有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，所述數(shù)據(jù)將發(fā)送到接收端；發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)包有接收端接收；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)包是發(fā)送給自己時(shí)，接收該數(shù)據(jù)包；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)包不是發(fā)送給自己時(shí)，遺棄該數(shù)據(jù)包；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)是正確的命令時(shí)，執(zhí)行并且反饋正常信息；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的命令時(shí)，直接反饋錯(cuò)誤信息?？蛇x地，所述通過(guò)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證之前，所述方法還包括：對(duì)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證。可選地，所述xMAS網(wǎng)絡(luò)包括：xMAS元件、xMAS信道、xMAS時(shí)序網(wǎng)絡(luò)；所述對(duì)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證的步驟包括：驗(yàn)證以下條件是否均成立：所述xMAS元件、所述xMAS信道、所述xMAS時(shí)序網(wǎng)絡(luò)中的每一項(xiàng)都不重復(fù)；所有的xMAS元件的輸入輸出端口數(shù)量的總和為所述xMAS信道中所有信道數(shù)量總和的兩倍；針對(duì)每條xMAS信道，該xMAS信道為與該信道相連的終端xMAS元件的輸入信道，且為與該信道相連的起始端xMAS元件的輸出信道；針對(duì)每個(gè)xMAS元件，該xMAS元件為該元件輸入信道的終端元件，且為該元件輸出信道的起始端元件?？蛇x地，所述對(duì)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證的步驟包括：通過(guò)預(yù)設(shè)的驗(yàn)證函數(shù)，對(duì)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證?？蛇x地，所述方法還包括：創(chuàng)建xMAS模型庫(kù)，其中，所述xMAS模型庫(kù)包括所述xMAS元模型和所述xMAS網(wǎng)絡(luò)?？蛇x地，當(dāng)所述各xMAS元件包括Arbiter、Fork、Join、Switch、Merge、Queue、Sink、Source、和Function時(shí)，所述在ACL2中對(duì)所述xMAS元模型中的組合邏輯元件和時(shí)序邏輯元件進(jìn)行預(yù)設(shè)屬性的驗(yàn)證的步驟包括：驗(yàn)證以下條件是否均成立：針對(duì)Fork元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，兩個(gè)輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Join元件，當(dāng)兩個(gè)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Switch元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，其中一個(gè)輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Merge元件，當(dāng)其中一個(gè)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Function元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Queue元件，當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真，且輸出信道的寫信號(hào)為假；當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為假，且輸出信道的寫信號(hào)為真；當(dāng)隊(duì)列不空不滿時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真，且輸出信道的寫信號(hào)為真；針對(duì)Sink元件，當(dāng)輸入信號(hào)oracle為真時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真；針對(duì)Source元件，當(dāng)輸入信號(hào)oracle為真時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸出信道的寫信號(hào)為真。第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模裝置，所述裝置包括：形式化模塊，用于針對(duì)所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，根據(jù)各微體系結(jié)構(gòu)模型xMAS元件的同步等式，對(duì)各xMAS元件在邏輯編程語(yǔ)言ACL2中形式化，得到所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型；其中，所述各xMAS元件包括Arbiter及以下至少一項(xiàng)：Fork、Join、Switch、Merge、Queue、Sink、Source、和Function；第一驗(yàn)證模塊，用于在ACL2中對(duì)所述xMAS元模型中的組合邏輯元件和時(shí)序邏輯元件進(jìn)行預(yù)設(shè)屬性的驗(yàn)證；建立模塊，用于根據(jù)所述xMAS元模型，建立所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS網(wǎng)絡(luò)?？蛇x地，所述裝置還包括：第二驗(yàn)證模塊，用于通過(guò)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證。可選地，所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)為基于控制器局域網(wǎng)CAN總線的機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，所述第二驗(yàn)證模塊，具體用于驗(yàn)證以下條件是否均成立：當(dāng)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)接收端都有存儲(chǔ)空間時(shí)，所述xMAS網(wǎng)絡(luò)輸出數(shù)據(jù)；所述CAN總線從每個(gè)發(fā)送端仲裁出優(yōu)先級(jí)最高的數(shù)據(jù)包輸入所述CAN總線上；當(dāng)所述CAN總線上有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，所述數(shù)據(jù)將發(fā)送到接收端；發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)包有接收端接收；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)包是發(fā)送給自己時(shí)，接收該數(shù)據(jù)包；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)包不是發(fā)送給自己時(shí)，遺棄該數(shù)據(jù)包；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)是正確的命令時(shí)，執(zhí)行并且反饋正常信息；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的命令時(shí)，直接反饋錯(cuò)誤信息?？蛇x地，所述裝置還包括：第三驗(yàn)證模塊，用于對(duì)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證。可選地，所述xMAS網(wǎng)絡(luò)包括：xMAS元件、xMAS信道、xMAS時(shí)序網(wǎng)絡(luò)；所述第三驗(yàn)證模塊，具體用于驗(yàn)證以下條件是否均成立：所述xMAS元件、所述xMAS信道、所述xMAS時(shí)序網(wǎng)絡(luò)中的每一項(xiàng)都不重復(fù)；所有的xMAS元件的輸入輸出端口數(shù)量的總和為所述xMAS信道中所有信道數(shù)量總和的兩倍；針對(duì)每條xMAS信道，該xMAS信道為與該信道相連的終端xMAS元件的輸入信道，且為與該信道相連的起始端xMAS元件的輸出信道；針對(duì)每個(gè)xMAS元件，該xMAS元件為該元件輸入信道的終端元件，且為該元件輸出信道的起始端元件?？蛇x地，所述第三驗(yàn)證模塊，具體用于通過(guò)預(yù)設(shè)的驗(yàn)證函數(shù)，對(duì)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證?？蛇x地，所述裝置還包括：創(chuàng)建模塊，用于創(chuàng)建xMAS模型庫(kù)，其中，所述xMAS模型庫(kù)包括所述xMAS模型和所述xMAS網(wǎng)絡(luò)?？蛇x地，當(dāng)所述各xMAS元件包括Arbiter、Fork、Join、Switch、Merge、Queue、Sink、Source、和Function時(shí)，所述第一驗(yàn)證模塊，具體用于驗(yàn)證以下條件是否均成立：針對(duì)Fork元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，兩個(gè)輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Join元件，當(dāng)兩個(gè)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Switch元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，其中一個(gè)輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Merge元件，當(dāng)其中一個(gè)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Function元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Queue元件，當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真，且輸出信道的寫信號(hào)為假；當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為假，且輸出信道的寫信號(hào)為真；當(dāng)隊(duì)列不空不滿時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真，且輸出信道的寫信號(hào)為真；針對(duì)Sink元件，當(dāng)輸入信號(hào)oracle為真時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真；針對(duì)Source元件，當(dāng)輸入信號(hào)oracle為真時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸出信道的寫信號(hào)為真。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模方法及裝置，方法包括：針對(duì)所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，根據(jù)各微體系結(jié)構(gòu)模型xMAS元件的同步等式，對(duì)各xMAS元件在邏輯編程語(yǔ)言ACL2中形式化，得到所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型；其中，所述各xMAS元件包括Arbiter及以下至少一項(xiàng)：Fork、Join、Switch、Merge、Queue、Sink、Source、和Function；在ACL2中對(duì)所述xMAS元模型中的組合邏輯元件和時(shí)序邏輯元件進(jìn)行預(yù)設(shè)屬性的驗(yàn)證；根據(jù)所述xMAS元模型，建立所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明實(shí)施例中，能夠針對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的xMAS網(wǎng)絡(luò)，并且，該xMAS網(wǎng)絡(luò)中包括表達(dá)優(yōu)先級(jí)的Arbiter元件，從而根據(jù)xMAS網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的全面驗(yàn)證。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模方法的另一流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)中主控節(jié)點(diǎn)的xMAS元模型；圖7為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)中其中一個(gè)關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)的xMAS元模型；圖8為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)中另一個(gè)關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)的xMAS元模型；圖9為本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)中再一個(gè)關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)的xMAS元模型；圖10為本發(fā)明實(shí)施例的CAN網(wǎng)絡(luò)的xMAS元模型；圖11為本發(fā)明實(shí)施例的元件Arbiter的圖形表示示意圖。具體實(shí)施方式為了實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的全面驗(yàn)證，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模方法及裝置。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模方法過(guò)程，如圖1所示，該過(guò)程可以包括以下步驟：S101，針對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，根據(jù)各微體系結(jié)構(gòu)模型xMAS元件的同步等式，對(duì)各xMAS元件在邏輯編程語(yǔ)言ACL2中形式化，得到所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型。本發(fā)明實(shí)施例提供的方法可以應(yīng)用于電子設(shè)備。具體地，該電子設(shè)備可以為臺(tái)式計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、智能移動(dòng)終端等。在本發(fā)明實(shí)施例中，電子設(shè)備可以針對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證模型，以對(duì)該機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。具體地，電子設(shè)備可以針對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，根據(jù)各xMAS元件的同步等式，對(duì)各xMAS元件在ACL2(AComputationalLogicforApplicativeCommonLisp，邏輯編程語(yǔ)言)中形式化，得到該機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型，也即得到機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的圖形化表示。例如，當(dāng)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)包括多個(gè)關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)時(shí)，電子設(shè)備可以分別得到各關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型，以及機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)xMAS元模型；進(jìn)而可以根據(jù)各關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型，以及機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)xMAS元模型，組合得到機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型。其中，上述各xMAS元件可以包括Arbiter及以下至少一項(xiàng)：Fork、Join、Switch、Merge、Queue、Sink、Source、和Function。在本發(fā)明實(shí)施例中，可以根據(jù)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，選擇Arbiter元件以及其余的一種或多種元件進(jìn)行形式化，以得到機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限定。下面針對(duì)各xMAS元件在形式化過(guò)程中所用的同步等式進(jìn)行介紹：Arbiter元件為表達(dá)優(yōu)先級(jí)的元件，其同步等式可以為：next(o.irdy):＝pre(a.irdy)orpre(b.irdy)next(o.data):＝pre(a.data)ifu*andpre(a.irdy)pre(b.data)ifnotu*andpre(b.irdy)next(a.trdy):＝u*andpre(o.trdy)andpre(a.irdy)next(b.trdy):＝notu*andpre(o.trdy)andpre(b.irdy)；其中，u*函數(shù)定義如下：Fork為將一路輸入同時(shí)分叉成兩路輸出的元件，其同步等式可以為：next(a.irdy):＝pre(i.irdy)andpre(b.trdy)next(a.data):＝f(pre(i.data))next(b.irdy):＝pre(i.irdy)andpre(a.trdy)next(b.data):＝g(pre(i.data))next(i.trdy):＝pre(a.trdy)andpre(b.trdy)其中，f為a端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)，g為b端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)。Join為將兩路輸入聯(lián)結(jié)成一路輸出的元件，其同步等式可以為：next(o.irdy):＝pre(a.irdy)andpre(b.irdy)next(o.data):＝h(pre(a.data),pre(b.data))next(a.trdy):＝pre(o.trdy)andpre(b.irdy)next(b.trdy):＝pre(o.trdy)andpre(a.irdy)其中，h為Join元件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)。Switch為為數(shù)據(jù)包選擇傳輸路徑的元件，其同步等式可以為：next(a.irdy):＝pre(i.irdy)ands(pre(i.data))next(b.irdy):＝pre(i.irdy)andnots(pre(i.data))next(a.data):＝pre(i.data)next(b.data):＝pre(i.data)next(i.trdy):＝pre(a.trdy)ands(pre(i.data))orpre(b.trdy)andnots(pre(i.data))其中，s為路徑選擇函數(shù)，當(dāng)s為真時(shí)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絘端，否則傳輸?shù)絙端。Merge為一種起到仲裁器作用的元件，其同步等式可以為：next(o.irdy):＝pre(a.irdy)orpre(b.irdy)next(o.data):＝pre(a.data)ifuandpre(a.irdy)pre(b.data)ifnotuandpre(b.irdy)next(a.trdy):＝uandpre(o.trdy)andpre(a.irdy)next(b.trdy):＝notuandpre(o.trdy)andpre(b.irdy)其中，u是用于確保公平性輸出的函數(shù)，定義如下：u:＝1ifpre(a.irdy)andnotpre(b.irdy)0ifnotpre(a.irdy)andpre(b.irdy)pre(u)otherwiseQueue為能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的元件，其同步等式可以為：其中，pre返回的是前一個(gè)狀態(tài)的值，next返回的是下一個(gè)狀態(tài)的值。queue是隊(duì)列的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)列表，num為隊(duì)列的當(dāng)前占有量。Sink為用于消耗數(shù)據(jù)包的元件，其同步等式可以為：next(i.trdy):＝oracleorpre(o.irdy)其中，oracle為用于控制元件是否接收數(shù)據(jù)的變量。Source為用于發(fā)送數(shù)據(jù)包的元件，其同步等式可以為：next(o.irdy):＝oracleorpre(i.trdy)next(o.data):＝e其中，e為Source元件發(fā)送的數(shù)據(jù)。Function為用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的元件，其同步等式可以為：next(o.irdy):＝pre(i.irdy)next(i.trdy):＝pre(o.trdy)next(o.data):＝f(pre(i.data))其中，f為Function元件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)。S102，在ACL2中對(duì)所述xMAS元模型中的組合邏輯元件和時(shí)序邏輯元件進(jìn)行預(yù)設(shè)屬性的驗(yàn)證。在xMAS元件形式化之后，引用這些元件就必須滿足元件本身固有的屬性，因此，在本發(fā)明實(shí)施例中，得到機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型后，可以在ACL2中對(duì)該xMAS元模型中的組合邏輯元件和時(shí)序邏輯元件進(jìn)行預(yù)設(shè)屬性的驗(yàn)證。其中，當(dāng)各xMAS元件包括Arbiter、Fork、Join、Switch、Merge、Queue、Sink、Source、和Function時(shí)，組合邏輯元件包括Function、Fork、Join、Switch、和Merge元件；時(shí)序邏輯元件包括Source、Sink和Queue元件。具體地，組合邏輯元件需要滿足輸入信道和輸出信道的連通情況是同步的。其中，當(dāng)一個(gè)信道的寫信號(hào)irdy和讀信號(hào)trdy同時(shí)為真時(shí)，那么這個(gè)信道就連通了。例如，電子設(shè)備可以驗(yàn)證以下條件是否均成立：針對(duì)Fork元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，兩個(gè)輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Join元件，當(dāng)兩個(gè)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Switch元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，其中一個(gè)輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Merge元件，當(dāng)其中一個(gè)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Function元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Queue元件，當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真，且輸出信道的寫信號(hào)為假；當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為假，且輸出信道的寫信號(hào)為真；當(dāng)隊(duì)列不空不滿時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真，且輸出信道的寫信號(hào)為真；針對(duì)Sink元件，當(dāng)輸入信號(hào)oracle為真時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真；針對(duì)Source元件，當(dāng)輸入信號(hào)oracle為真時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸出信道的寫信號(hào)為真。S103，根據(jù)所述xMAS元模型，建立所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS網(wǎng)絡(luò)。xMAS元模型是基于圖像語(yǔ)言的模型，計(jì)算機(jī)不能對(duì)其直接進(jìn)行識(shí)別運(yùn)行，因此，在本發(fā)明實(shí)施例中，在得到機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型，并通過(guò)預(yù)設(shè)屬性的驗(yàn)證后，為了創(chuàng)建計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語(yǔ)言，進(jìn)而能夠?qū)C(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證，電子設(shè)備可以根據(jù)xMAS元模型，建立機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS網(wǎng)絡(luò)。例如，電子設(shè)備可以首先對(duì)xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行如下定義：(1)xMAS網(wǎng)絡(luò)由三部分組成：元件(components)、信道(channels)和時(shí)序網(wǎng)絡(luò)(sequential-networks)；其中時(shí)序網(wǎng)絡(luò)用于負(fù)責(zé)所有隊(duì)列的數(shù)據(jù)包更新。(2)xMAS元件component＝<idtypeinsousparam>，其中id用來(lái)標(biāo)識(shí)不同的元件；type表示元件的類型，type只能在queue、function、source、sink、fork、join、switch和merge中取值；ins表示元件的所有輸入信道的集合，輸入信道的條數(shù)由元件的類型決定；ous表示元件的所有輸出信道集合，輸出信道的條數(shù)也是由元件的類型決定；param表示元件本身的參數(shù)。(3)xMAS信道channel＝<idinittargetparamdata>，其中id標(biāo)識(shí)不同的信道；init表示信道起始端元件的id；target表示信道終端元件的id；param表示與信道連接的兩端元件的參數(shù)；data表示信道的值。信道由<irdytrdydata>組成，irdy表示信道的寫信號(hào)，trdy表示信道的讀信號(hào)，data表示信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。(4)xMAS時(shí)序網(wǎng)絡(luò)sequential-network＝<inittargetconnect-channels>，其中init表示時(shí)序元件(source和queue)組成的集合，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，集合中的所有元件會(huì)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出操作。target表示時(shí)序元件(sink和queue)組成的集合，當(dāng)滿足一定條件時(shí)，集合中的所有元件會(huì)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入操作。connect-channels是由init為起點(diǎn)和target為終點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)之間所連接的信道集合。當(dāng)connect-channels都連通時(shí)，init集合中的每個(gè)元件都會(huì)輸出數(shù)據(jù)包，target集合中的每個(gè)元件都會(huì)輸入數(shù)據(jù)包，并且connect-channels集合中的信道將重置。根據(jù)上述的四個(gè)定義，可以根據(jù)xMAS元模型，建立機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS網(wǎng)絡(luò)，它表達(dá)出來(lái)了xMAS元模型的整體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例中，能夠針對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的xMAS網(wǎng)絡(luò)，并且，該xMAS網(wǎng)絡(luò)中包括表達(dá)優(yōu)先級(jí)的Arbiter元件，從而根據(jù)xMAS網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的全面驗(yàn)證。作為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)施方式，如圖2所示，本實(shí)施例提供的用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模方法，還可以包括以下步驟：S104，通過(guò)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證。在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)電子設(shè)備獲得機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS網(wǎng)絡(luò)后，其可以進(jìn)一步通過(guò)該xMAS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證。例如，可以采用ACL2定理證明器對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的功能正確性進(jìn)行驗(yàn)證。具體地，電子設(shè)備對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證時(shí)，可以驗(yàn)證以下條件是否均成立：當(dāng)xMAS網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)接收端都有存儲(chǔ)空間時(shí)，xMAS網(wǎng)絡(luò)輸出數(shù)據(jù)；CAN總線從每個(gè)發(fā)送端仲裁出優(yōu)先級(jí)最高的數(shù)據(jù)包輸入CAN總線上；當(dāng)CAN總線上有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)將發(fā)送到接收端；發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)包有接收端接收；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)包是發(fā)送給自己時(shí)，接收該數(shù)據(jù)包；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)包不是發(fā)送給自己時(shí)，遺棄該數(shù)據(jù)包；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)是正確的命令時(shí)，執(zhí)行并且反饋正常信息；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的命令時(shí)，直接反饋錯(cuò)誤信息。本實(shí)施例中，可以通過(guò)xMAS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證?？蛇x地，為了保證從基于圖形語(yǔ)言的xMAS元模型到xMAS網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換的正確性，通過(guò)xMAS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證之前，可以首先對(duì)xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證。具體地，電子設(shè)備對(duì)xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證的步驟可以包括：驗(yàn)證以下條件是否均成立：xMAS元件、xMAS信道、xMAS時(shí)序網(wǎng)絡(luò)中的每一項(xiàng)都不重復(fù)；所有的xMAS元件的輸入輸出端口數(shù)量的總和為xMAS信道中所有信道數(shù)量總和的兩倍；針對(duì)每條xMAS信道，該xMAS信道為與該信道相連的終端xMAS元件的輸入信道，且為與該信道相連的起始端xMAS元件的輸出信道；針對(duì)每個(gè)xMAS元件，該xMAS元件為該元件輸入信道的終端元件，且為該元件輸出信道的起始端元件。其中，電子設(shè)備可以通過(guò)預(yù)設(shè)的驗(yàn)證函數(shù)，對(duì)xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證。如，可以通過(guò)xmasnetworkp函數(shù)對(duì)xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證。xMAS網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行主要包括信道控制信號(hào)值的計(jì)算和隊(duì)列中數(shù)據(jù)的更新。在ACL2中，可以用channel-calculate函數(shù)完成信道控制信號(hào)的計(jì)算任務(wù)，用data-transfer函數(shù)完成所有隊(duì)列數(shù)據(jù)的更新任務(wù)。用run-network-n函數(shù)完成xMAS網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，先調(diào)用channel-calculate計(jì)算出所有信道的值，然后調(diào)用data-transfer完成所有隊(duì)列數(shù)據(jù)的更新任務(wù)。作為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)施方式，得到機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型和xMAS網(wǎng)絡(luò)后，電子設(shè)備還可以創(chuàng)建包括該xMAS元模型和xMAS網(wǎng)絡(luò)的xMAS模型庫(kù)，以方便重復(fù)利用。例如，電子設(shè)備可以按照以下步驟，創(chuàng)建xMAS模型庫(kù)：第一步：定義一個(gè)空包，取名可以為XMAS；第二步：將xMAS元件和xMAS網(wǎng)絡(luò)相關(guān)函數(shù)定義在XMAS包中。創(chuàng)建一個(gè)新的lisp文件，取名為xmas,在文件開頭加入(in-package"XMAS")，然后將已經(jīng)定義好的函數(shù)放到一個(gè)文件下；第三步：將lisp文件編譯成庫(kù)函數(shù)。本實(shí)施例中，可以創(chuàng)建包括xMAS元模型和xMAS網(wǎng)絡(luò)的xMAS模型庫(kù)，從而可以重復(fù)利用。相應(yīng)于上面的方法實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例還提供了相應(yīng)的裝置實(shí)施例。圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模裝置，所述裝置包括：形式化模塊310，用于針對(duì)所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，根據(jù)各微體系結(jié)構(gòu)模型xMAS元件的同步等式，對(duì)各xMAS元件在邏輯編程語(yǔ)言ACL2中形式化，得到所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS元模型；其中，所述各xMAS元件包括Arbiter及以下至少一項(xiàng)：Fork、Join、Switch、Merge、Queue、Sink、Source、和Function；第一驗(yàn)證模塊320，用于在ACL2中對(duì)所述xMAS元模型中的組合邏輯元件和時(shí)序邏輯元件進(jìn)行預(yù)設(shè)屬性的驗(yàn)證；建立模塊330，用于根據(jù)所述xMAS元模型，建立所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的xMAS網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明實(shí)施例中，能夠針對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的xMAS網(wǎng)絡(luò)，并且，該xMAS網(wǎng)絡(luò)中包括表達(dá)優(yōu)先級(jí)的Arbiter元件，從而根據(jù)xMAS網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的全面驗(yàn)證。作為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)施方式，如圖4所示，所述裝置還包括：第二驗(yàn)證模塊340，用于通過(guò)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)，對(duì)所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)證。作為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)為基于CAN總線的機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)，所述第二驗(yàn)證模塊340，具體用于驗(yàn)證以下條件是否均成立：當(dāng)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)接收端都有存儲(chǔ)空間時(shí)，所述xMAS網(wǎng)絡(luò)輸出數(shù)據(jù)；所述CAN總線從每個(gè)發(fā)送端仲裁出優(yōu)先級(jí)最高的數(shù)據(jù)包輸入所述CAN總線上；當(dāng)所述CAN總線上有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，所述數(shù)據(jù)將發(fā)送到接收端；發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)包有接收端接收；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)包是發(fā)送給自己時(shí)，接收該數(shù)據(jù)包；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)包不是發(fā)送給自己時(shí)，遺棄該數(shù)據(jù)包；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)是正確的命令時(shí)，執(zhí)行并且反饋正常信息；當(dāng)接收端收到的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的命令時(shí)，直接反饋錯(cuò)誤信息。作為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述裝置還包括：第三驗(yàn)證模塊(圖中未示出)，用于對(duì)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證。作為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述xMAS網(wǎng)絡(luò)包括：xMAS元件、xMAS信道、xMAS時(shí)序網(wǎng)絡(luò)；所述第三驗(yàn)證模塊，具體用于驗(yàn)證以下條件是否均成立：所述xMAS元件、所述xMAS信道、所述xMAS時(shí)序網(wǎng)絡(luò)中的每一項(xiàng)都不重復(fù)；所有的xMAS元件的輸入輸出端口數(shù)量的總和為所述xMAS信道中所有信道數(shù)量總和的兩倍；針對(duì)每條xMAS信道，該xMAS信道為與該信道相連的終端xMAS元件的輸入信道，且為與該信道相連的起始端xMAS元件的輸出信道；針對(duì)每個(gè)xMAS元件，該xMAS元件為該元件輸入信道的終端元件，且為該元件輸出信道的起始端元件。作為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述第三驗(yàn)證模塊，具體用于通過(guò)預(yù)設(shè)的驗(yàn)證函數(shù)，對(duì)所述xMAS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正確性驗(yàn)證。作為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)施方式，所述裝置還包括：創(chuàng)建模塊(圖中未示出)，用于創(chuàng)建xMAS模型庫(kù)，其中，所述xMAS模型庫(kù)包括所述xMAS模型和所述xMAS網(wǎng)絡(luò)。作為本發(fā)明實(shí)施例的一種實(shí)施方式，當(dāng)所述各xMAS元件包括Arbiter、Fork、Join、Switch、Merge、Queue、Sink、Source、和Function時(shí)，所述第一驗(yàn)證模塊，具體用于驗(yàn)證以下條件是否均成立：針對(duì)Fork元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，兩個(gè)輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Join元件，當(dāng)兩個(gè)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Switch元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，其中一個(gè)輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Merge元件，當(dāng)其中一個(gè)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Function元件，當(dāng)輸入信道連通時(shí)，輸出信道同時(shí)連通；針對(duì)Queue元件，當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真，且輸出信道的寫信號(hào)為假；當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為假，且輸出信道的寫信號(hào)為真；當(dāng)隊(duì)列不空不滿時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真，且輸出信道的寫信號(hào)為真；針對(duì)Sink元件，當(dāng)輸入信號(hào)oracle為真時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸入信道的讀信號(hào)為真；針對(duì)Source元件，當(dāng)輸入信號(hào)oracle為真時(shí)，下一個(gè)狀態(tài)輸出信道的寫信號(hào)為真。下面結(jié)合一個(gè)具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明提供的用于機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的形式建模方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。機(jī)器人控制實(shí)際上是對(duì)各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，使其協(xié)同工作，從而完成更加復(fù)雜的任務(wù)。如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)可以由上位機(jī)主控模塊、通信模塊和下位機(jī)關(guān)節(jié)控制器模塊組成。其中上位機(jī)主控模塊負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度管理、軌跡規(guī)劃和人機(jī)交互等功能；下位機(jī)關(guān)節(jié)控制器模塊控制各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)；通信模塊負(fù)責(zé)上位機(jī)主控模塊與下位機(jī)關(guān)節(jié)控制器模塊之間的實(shí)時(shí)信息交換。機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)中通信方式的選擇至關(guān)重要，既要滿足通信的高可靠性和實(shí)時(shí)性，又要求硬件連接簡(jiǎn)單，易擴(kuò)展。本發(fā)明實(shí)施例中，機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)采用CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域網(wǎng))總線標(biāo)準(zhǔn)，CAN總線的高性能和可靠性已被認(rèn)同，現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)整體上是由CAN節(jié)點(diǎn)和CAN網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。CAN節(jié)點(diǎn)大體分為三部分：CAN收發(fā)器、CAN控制器和微控制器，其中CAN控制器是CAN節(jié)點(diǎn)中的核心內(nèi)容，本實(shí)施例中對(duì)CAN節(jié)點(diǎn)建立的xMAS元模型是對(duì)CAN控制器建立的xMAS元模型。發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)可以由四個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)相互連接而成，其中一個(gè)主控節(jié)點(diǎn)發(fā)送指令信息，接收關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)的反饋信息，三個(gè)關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)接收主控節(jié)點(diǎn)的指令信息和發(fā)送反饋信息。對(duì)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)建立xMAS元模型，分為對(duì)CAN節(jié)點(diǎn)和CAN網(wǎng)絡(luò)建立xMAS元模型兩部分。請(qǐng)參考圖6-圖9，圖6示出了主控節(jié)點(diǎn)的xMAS元模型，圖7-圖9分別示出了三個(gè)關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)(關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)1、關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)2、關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)3)的xMAS元模型。CAN總線分布式機(jī)器人控制系統(tǒng)通常是對(duì)通信數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼。這種方式不僅減輕了CAN網(wǎng)絡(luò)路由選擇的壓力，而且便于添加新的通信節(jié)點(diǎn)。本系統(tǒng)采用消息結(jié)構(gòu)，即(IDDATA)。ID代表數(shù)據(jù)包的標(biāo)識(shí)，同時(shí)也代表著優(yōu)先級(jí)的高低，ID越小，數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)越高。DATA代表傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。本系統(tǒng)涉及到三種數(shù)據(jù)包：錯(cuò)誤反饋數(shù)據(jù)包，正常接收反饋數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)包。它們的優(yōu)先級(jí)由高到低分別是錯(cuò)誤反饋數(shù)據(jù)包，正常接收反饋數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)包。錯(cuò)誤反饋數(shù)據(jù)包ID為0～9，正常接收反饋數(shù)據(jù)包ID為10～19，數(shù)據(jù)包ID為20～29。對(duì)于CAN網(wǎng)絡(luò)采用非破壞性總線仲裁技術(shù)。當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)信息優(yōu)先級(jí)低的主動(dòng)退出發(fā)送，而最高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)可不受影響的繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)。在本發(fā)明實(shí)施例中，創(chuàng)建Arbiter元件之后，可以建立CAN網(wǎng)絡(luò)的xMAS元模型，如圖10所示，滿足了CAN網(wǎng)絡(luò)非破壞性總線仲裁的要求，使得優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)包優(yōu)先傳輸，其中，圖11示出了元件Arbiter的圖形表示。在主控節(jié)點(diǎn)中，為了xMAS元模型的正常運(yùn)行，需要對(duì)圖6中的Switch元件com_22和Source元件com_31進(jìn)行參數(shù)配置。Switch元件com_22接收的數(shù)據(jù)包如果ID為1～6，即為錯(cuò)誤反饋數(shù)據(jù)包，則通過(guò)信道chan_33傳輸；如果ID為11～16，即為正常反饋數(shù)據(jù)包，則通過(guò)信道chan_34傳輸。Source元件com_31可以發(fā)送ID為21～26的數(shù)據(jù)包，ID為21和22的數(shù)據(jù)包發(fā)送給關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)1，ID為23和24的數(shù)據(jù)包發(fā)送給關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)2，ID為25和26的數(shù)據(jù)包發(fā)送給關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)3。在關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)1中，為了xMAS元模型的正常運(yùn)行，需要對(duì)圖7中的Switch元件com_42、com_44和Function元件com_49、com_50進(jìn)行參數(shù)配置。Switch元件com_42接收的數(shù)據(jù)包如果ID為21或22，即發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)包，需要節(jié)點(diǎn)接收，則通過(guò)信道chan_44傳輸；否則，即為不是發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)包，需要節(jié)點(diǎn)拋棄，則通過(guò)信道chan_45傳輸。Switch元件com_44接收的數(shù)據(jù)包DATA為up或down，即動(dòng)作指令正確，則通過(guò)信道chan_47傳輸；否則，即動(dòng)作指令錯(cuò)誤，則通過(guò)信道chan_48傳輸。Function元件com_50將ID為21和22的數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)換成ID為11和12，DATA為Success的正常反饋數(shù)據(jù)包。Function元件com_49將ID為21和22的數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)換成ID為1和2，DATA為Error的錯(cuò)誤反饋數(shù)據(jù)包。在關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)2中，為了xMAS元模型的正常運(yùn)行，需要對(duì)圖8中的Switch元件com_62、com_64和Function元件com_69、com_70進(jìn)行參數(shù)配置。Switch元件com_62接收的數(shù)據(jù)包如果ID為23或24，即發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)包，需要節(jié)點(diǎn)接收，則通過(guò)信道chan_64傳輸；否則，即為不是發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)包，需要節(jié)點(diǎn)拋棄，則通過(guò)信道chan_65傳輸。Switch元件com_64接收的數(shù)據(jù)包DATA為left或right，即動(dòng)作指令正確，則通過(guò)信道chan_67傳輸；否則，即動(dòng)作指令錯(cuò)誤，則通過(guò)信道chan_68傳輸。Function元件com_69將ID為23和24的數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)換成ID為13和14，DATA為Success的正常反饋數(shù)據(jù)包。Function元件com_70將ID為23和24的數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)換成ID為3和4，DATA為Error的錯(cuò)誤反饋數(shù)據(jù)包。在關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn)3中，為了xMAS元模型的正常運(yùn)行，需要對(duì)圖9中的Switch元件com_14、com_16和Function元件com_33、com_34進(jìn)行參數(shù)配置。Switch元件com_14接收的數(shù)據(jù)包如果ID為25或26，即發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)包，需要節(jié)點(diǎn)接收，則通過(guò)信道chan_84傳輸；否則，即為不是發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)包，需要節(jié)點(diǎn)拋棄，則通過(guò)信道chan_85傳輸。Switch元件com_16接收的數(shù)據(jù)包DATA為front或back，即動(dòng)作指令正確，則通過(guò)信道chan_87傳輸；否則，即動(dòng)作指令錯(cuò)誤，則通過(guò)信道chan_88傳輸。Function元件com_33將ID為25和26的數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)換成ID為15和16，DATA為Success的正常反饋數(shù)據(jù)包。Function元件com_34將ID為25和26的數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)換成ID為5和6，DATA為Error的錯(cuò)誤反饋數(shù)據(jù)包。將圖6、7、8、9和10中標(biāo)號(hào)相同的信道連接起來(lái)，為CAN總線分布式機(jī)器人控制系統(tǒng)的圖形化表達(dá)，即機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)的xMAS元模型。進(jìn)一步地，根據(jù)xMAS網(wǎng)絡(luò)的定義，即xMAS網(wǎng)絡(luò)分三部分：components、channels、sequential-networks，可以將xMAS元模型轉(zhuǎn)換為xMAS網(wǎng)絡(luò)，即xMAS元模型的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。具體地，可以將xMAS元模型中圖形化表達(dá)的元件轉(zhuǎn)換成ACL2可識(shí)別的符號(hào)化表達(dá)，如表1所示。表1將xMAS元模型中圖形化表達(dá)的信道轉(zhuǎn)換成ACL2可識(shí)別的符號(hào)化表達(dá)，如表2所示。表2將xMAS元模型中時(shí)序網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成ACL2可識(shí)別的符號(hào)化表達(dá)，如表3所示。表3對(duì)于裝置實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3