feat: 实现 Axis 核心属性与 MC_Power 功能块
- Axis: 新增运动学/功率/错误管理属性（_position 等 10+ 项） - Axis: 新增 doPower()/readState()/cycle() 接口骨架 - MC_Power: 实现功率使能功能块（边沿检测 + 状态输出） - GlobalResource: 新增 CreateAxis/GetAxisRefById 全局轴管理 - App/CMakeLists.txt: 添加 GlobalResource.cpp 源文件 - docs: 更新 Axis 属性清单与 MC_Power 设计文档
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chen
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@@ -2,11 +2,31 @@
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`Axis` 是 PLCopen 运动控制库的核心仿真类，实现 IEC 61131-3 单轴状态机与运动学。
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## 设计决策
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### 可见性：运动学属性为 `private`
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功能块不直接读写轴内部状态，而是通过 `AXIS_REF` 调用公开接口。这是 IEC 61131-3 的标准模式——轴是功能块黑盒：
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功能块 (MC_MoveAbsolute) Axis
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AXIS_REF → axis private: position_, velocity_, ...
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axis.acceptCommand(cmd) ──────→ 只有 cycle() 能写运动学数据
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axis.readActualPosition() ←─── public: getter 只读
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> 运动控制线程定时调用 `cycle()` 独占写权限，避免数据竞争。
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### 数值类型：浮点 `REAL` (double)
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遵循 IEC 61131-3 / PLCopen 规范，使用 `double` 表示物理量（mm、°/s 等）。`double` 有 52 位尾数（约 15 位十进制有效数字），以 10ms 周期运行 1 小时，累积的浮点舍入误差在 $10^{-10}$ 量级，工程上可完全忽略。若未来对接真实驱动器，在数据交换层做脉冲数换算即可。
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## 1. 当前已实现
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### 1.1 轴标识与自引用 — `AXIS_REF ref_`
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### 1.1 轴标识与自引用 — `AXIS_REF _ref` (private)
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| 字段 | 类型 | 说明 |
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@@ -14,47 +34,54 @@
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| `axisName` | `std::string` | 轴名称，默认 `"Axis1"` |
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| `axis` | `Axis*` | 指向自身实例的指针，供功能块间接访问轴对象 |
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> `AXIS_REF` 在 IEC 61131-3 中是 `VAR_IN_OUT` 参数，本实现中构造时自绑定。
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### 1.2 轴状态 — `MC_AXIS_STATE _state` (private)
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### 1.2 轴状态 — `MC_AXIS_STATE state_`
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当前状态，初始值 `Disabled`。新增辅助状态 `_resultingState` 用于记录指令完成后的目标状态。
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当前状态机状态，初始值为 `Disabled`。可能的取值：
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状态转换由 `cycle()` 方法驱动（逻辑待实现）。
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Disabled → Standstill → DiscreteMotion / ContinuousMotion / Homing
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→ Stopping
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ErrorStop
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SynchronizedMotion (预留)
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```
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### 1.3 运动学属性 (private) ✅
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状态转换由 `cycle()` 方法驱动（尚未实现）。
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### 1.3 构造函数
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```cpp
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explicit Axis(UINT axisNo = 1, std::string name = "Axis1");
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```
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初始化 `ref_` 并自绑定 `axis` 指针，`state_` 默认 `Disabled`。
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## 2. 必须扩展的属性（待实现）
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按照 PLCopen 规范，完整的轴模型还需以下属性。
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### 2.1 运动学属性
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`cycle()` 独占写入；外部通过 `readXxx()` 只读访问。
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| 属性 | 类型 | 说明 |
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| `position_` | `REAL` | 当前指令位置 |
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| `actualPosition_` | `REAL` | 当前实际位置 |
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| `velocity_` | `REAL` | 当前速度 |
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| `actualVelocity_` | `REAL` | 实际速度 |
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| `acceleration_` | `REAL` | 当前加速度 |
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| `deceleration_` | `REAL` | 当前减速度 |
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| `_position` | `REAL` | 当前指令位置 |
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| `_actualPosition` | `REAL` | 当前实际位置（含跟随误差仿真） |
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| `_velocity` | `REAL` | 当前指令速度 |
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| `_actualVelocity` | `REAL` | 当前实际速度 |
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| `_acceleration` | `REAL` | 当前指令加速度 |
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| `_actualAcceleration` | `REAL` | 当前实际加速度 |
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| `_deceleration` | `REAL` | 减速度（尚未添加） |
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### 2.2 活动指令 — `MotionCommand activeCommand_`
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### 1.4 功率与使能 (private) ✅
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| 属性 | 类型 | 说明 |
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|------|------|------|
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| `_powerEnabled` | `BOOL` | 功率级是否使能 |
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| `_homed` | `BOOL` | 是否已完成回零 |
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### 1.5 错误管理 (private) ✅
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| 属性 | 类型 | 说明 |
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|------|------|------|
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| `_errorId` | `MC_ERROR_ID` | 当前错误码，`mcNoError` 表示正常 |
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| `_errorStop` | `BOOL` | 是否触发错误停止 |
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### 1.6 构造函数 & cycle() (public)
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```cpp
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explicit Axis(UINT axisNo = 1, std::string name = "Axis1");
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void cycle(); // 骨架已生成，逻辑待实现
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```
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初始化 `_ref` 并自绑定 `axis` 指针，`_state` 默认 `Disabled`。
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## 2. 待实现的属性与方法
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### 2.1 活动指令 — `MotionCommand _activeCommand` (private)
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当前正在执行的运动指令参数快照，类型为 `MotionCommand`：
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@@ -69,61 +96,69 @@ explicit Axis(UINT axisNo = 1, std::string name = "Axis1");
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| `homePosition` | `REAL` | 回零位置 |
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| `resultingState` | `MC_AXIS_STATE` | 指令完成后要进入的状态 |
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### 2.3 功率与使能
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### 2.2 待补充的运动学属性
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| 属性 | 类型 | 说明 |
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|------|------|------|
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| `powerEnabled_` | `BOOL` | 功率级是否使能 |
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| `homed_` | `BOOL` | 是否已完成回零 |
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| 属性 | 说明 |
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|------|------|
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| `_deceleration` | 减速度（已有 `_acceleration`，缺独立减速参数） |
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### 2.4 错误管理
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| 属性 | 类型 | 说明 |
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|------|------|------|
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| `errorId_` | `MC_ERROR_ID` | 当前错误码，`mcNoError` 表示正常 |
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| `errorStop_` | `BOOL` | 是否触发错误停止 |
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### 2.5 轴状态机方法 — `cycle()`
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### 2.3 轴状态机方法 — `cycle()` (public, 实现待完成)
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```cpp
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void cycle(REAL deltaTime);
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void cycle();
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```
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每周期由应用层调用，执行：
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1. 根据 `activeCommand_` 计算运动学输出
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2. 更新 `position_` / `velocity_`
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每周期由运动控制线程调用，待实现逻辑：
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1. 根据 `_activeCommand` 计算运动学输出
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2. 更新 `_position` / `_velocity` 等
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3. 评估状态转换条件
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4. 在离散运动到达目标时自动切换到 `Standstill`
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### 2.6 功能块交互接口
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### 2.4 功能块交互接口 (public, 全部待实现)
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| 方法 | 说明 |
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|------|------|
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| `acceptCommand(const MotionCommand&)` | 接收功能块下发的运动指令 |
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| `doPower(BOOL enable)` | 功率使能/去使能 |
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| `doStop()` / `doHalt()` | 停止 / 暂停 |
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| `doReset()` | 从 ErrorStop 恢复 |
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| `doHome(REAL homePos)` | 发起回零 |
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| `readStatus()` | 读取当前状态快照 |
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| `readError()` | 读取当前错误码 |
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| 方法 | 可见性 | 说明 |
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|------|--------|------|
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| `acceptCommand(const MotionCommand&)` | public | 接收功能块下发的运动指令 |
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| `doPower(BOOL enable)` | public | 功率使能/去使能 |
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| `doStop()` / `doHalt()` | public | 停止 / 暂停 |
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| `doReset()` | public | 从 ErrorStop 恢复 |
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| `doHome(REAL homePos)` | public | 发起回零 |
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| `readStatus()` | public | 读取当前状态快照 |
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| `readActualPosition()` | public | 读取实际位置 |
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| `readActualVelocity()` | public | 读取实际速度 |
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| `readError()` | public | 读取当前错误码 |
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## 3. 完整属性清单（含待实现）
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## 3. 完整属性清单
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private
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───────
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Axis
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├── ref_ (AXIS_REF) ✅ 已实现
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├── state_ (MC_AXIS_STATE) ✅ 已实现
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├── position_ (REAL) ⬜ 位置
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├── actualPosition_ (REAL) ⬜ 实际位置
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├── velocity_ (REAL) ⬜ 速度
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├── actualVelocity_ (REAL) ⬜ 实际速度
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├── acceleration_ (REAL) ⬜ 加速度
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├── deceleration_ (REAL) ⬜ 减速度
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├── activeCommand_ (MotionCommand) ⬜ 活动指令
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├── powerEnabled_ (BOOL) ⬜ 功率使能
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├── homed_ (BOOL) ⬜ 回零完成
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├── errorId_ (MC_ERROR_ID) ⬜ 错误码
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└── errorStop_ (BOOL) ⬜ 错误停止
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├── _ref (AXIS_REF) ✅
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├── _state (MC_AXIS_STATE) ✅
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├── _resultingState (MC_AXIS_STATE) ✅ 指令完成目标状态
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├── _position (REAL) ✅
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├── _actualPosition (REAL) ✅
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├── _velocity (REAL) ✅
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├── _actualVelocity (REAL) ✅
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├── _acceleration (REAL) ✅
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├── _actualAcceleration (REAL) ✅
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├── _deceleration (REAL) ⬜ 待添加
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├── _powerEnabled (BOOL) ✅
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├── _homed (BOOL) ✅
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├── _errorId (MC_ERROR_ID) ✅
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├── _errorStop (BOOL) ✅
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└── _activeCommand (MotionCommand) ⬜ 活动指令
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public
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──────
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Axis(axisNo, name) ✅
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cycle() 🟡 骨架已就绪
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acceptCommand(cmd) ⬜
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doPower / doStop / doHalt ⬜
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doReset / doHome ⬜
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readStatus / readActualPosition ⬜
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readActualVelocity / readError ⬜
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```
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