机器人入行指南

六道自测题

先自己答,再展开看参考答案。答不上来不重要,重要的是知道差在哪一块——每道题都标了对应的知识点。这六道题也可以拿去反问面试官。

Q1

1kHz 控制回路的抖动预算:周期 1000µs,你的系统允许抖动多少?哪些东西在吃掉它?

看参考答案

PREEMPT_RT 下 10–50µs 是常态,撑得住 1kHz。配置层面四件事:隔离核(isolcpus / nohz_full / rcu_nocbs)、SCHED_FIFO 优先级、mlockall 锁内存、关掉深度 C-state 与调频。吃抖动的是:内存换页、非实时驱动、中断抢核、CPU 降频。

答不上说明:只知道「实时 Linux」这个词,没做过对照实验。 补 实时系统与 PREEMPT_RT →

Q2

10 个关节要 1kHz 同步。CAN 行不行?为什么 EtherCAT 可以?

看参考答案

不行。CAN 1Mbps 下一个 8 字节帧连仲裁带传输约 130µs,10 轴轮流排队 1.3–1.6ms,所以 CANopen 实用同步周期只能到 500Hz 左右。EtherCAT 靠从站硬件飞读飞写(帧不停留)+ 分布式时钟同步,抖动小于 1µs,周期可到 125–1000µs。

答不上说明:把总线当成「选个贵的就行」,不知道它是硬上限。 补 通信协议(CAN / EtherCAT / 串口) →

Q3

ROS 2 里,1kHz 控制话题的 QoS 该选 RELIABLE 还是 BEST_EFFORT?

看参考答案

BEST_EFFORT,队列深度给 1。RELIABLE 在丢包时重传,重传意味着这一拍的数据晚了——延迟变成不确定的,比丢一帧更糟。感知、点云这类可以 RELIABLE。判据是:丢一帧会不会让系统失控。

答不上说明:会用 ROS 2,但没从架构角度想过「哪个话题允许丢」。 补 DDS 与 QoS →

Q4

减速比加上去,输出端是变快还是变慢?

看参考答案

变慢。减速比 G 加上去,电机侧看负载变轻(除以 G²),但输出端看电机惯量变重(乘以 G²),同时背隙与柔性被放大。谐波关节谐振常落 30–80Hz,力控带宽被卡在 10–20Hz。

答不上说明:在用「扭矩越大越好」的直觉做选型,会选出一个调不动的关节。 补 机械设计与传动 →

Q5

要求力矩闭环延迟 ≤1ms,怎么反推到电机电感?

看参考答案

力矩环 ≤1ms → 电流环带宽 ≥1kHz(高端力控 2kHz)→ 采样率 ≥10kHz(带宽约为采样率的 1/10–1/20)→ τ = L/R ≤1ms → 电感 L ≤ 0.2–0.6mH(48V 电机 R 常为 0.2–0.6Ω)→ 低电感带来大纹波 → PWM 16–20kHz 且双更新 → 总线 ≤250µs → 必须 EtherCAT → 惯量比直驱 ≤5:1、带减速器 ≤20–30:1 → 编码器电机端 ≥17bit、输出端 ≥19bit。

答不上说明:还没有「参数互相约束」的概念,看规格书只会比大小。 补 电机与 FOC 驱动 →

Q6

上位机和下位机的线画在哪?Jetson 和 MCU 谁干什么?

看参考答案

周期 ≤1ms 的活一律下沉到 MCU。Jetson 跑 ROS 2 的感知、规划、编排(10–100Hz),MCU 跑电流环、力矩环(1kHz 以上),中间用 micro-ROS 或 CAN 桥接。判据不是「哪个芯片强」,是抖动要求:Linux 即使打了 PREEMPT_RT 也只有 10–50µs 余量。

答不上说明:会写 ROS 2 节点,但没想过「这个节点该跑在哪」——这恰好是架构岗的第一道题。 补 机器人软件架构 →

怎么用这个分数

答对说明下一步
0–2缺口在实时性与领域知识,不在编程别急着投。先补 系统与软件、机器人学 两块
3–4可以投,但要带实测数据把第 1、5 题做成项目,拿到三组对照数据
5–6可以直接投按 岗位 定向改简历,投 8–10 家