CN103499931B - 一种控制器设计方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种控制器设计方法及装置，其根据预设规则搭建控制器结构模块，进而根据该预设规则解析相应的控制器模块得到可修改控制参数，并将其映射到人机交互界面，使得设计人员可同时查看该控制器结构模型中的所有可修改参数，进而直接通过该人机交互界面接收设计人员对可修改控制参数的操作指令，并根据该操作指令对相应参数进行更新；通过上述方法，设计人员既不需要逐个打开每个控制器模块的参数设置对话框来查看、修改控制参数，也不需要手动编辑代码，简化了控制器参数设计过程；同时结合基于图形化建模方法的控制器结构设计过程，大大提高了设计效率，解决了现有技术的问题。

Description

一种控制器设计方法及装置

技术领域

本申请涉及控制系统设计仿真技术领域，尤其涉及一种控制器设计方法及装置。

背景技术

控制器设计包括结构设计和参数设计。一般的，先进行结构设计，确定组成模块的种类、个数、连接关系等，再进行参数设计，确定每个模块的控制参数的初始值。传统设计方法主要包括编程方法和图形化建模方法。

当需要对控制器结构进行调整时，不仅需要增加/删除相应的模块，还有可能导致控制参数的增加、减少或初始值变化。此时，对于编程方法，每次控制器结构的变化，都需要手动修改代码；而对于图形化建模方法，则需要逐个打开相应控制器模块的参数设置对话框，以修改相应的控制参数。因此，现有控制器设计方法操作繁琐、工作量大、效率低。

发明内容

有鉴于此，本申请目的在于提供一种控制器设计方法及装置，以解决现有控制器设计方法操作繁琐、工作量大、效率低的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种控制器设计方法，包括：

根据预设规则搭建控制器结构模型；

确定所述控制器结构模型中具有可修改控制参数的控制器模块；

解析所述具有可修改控制参数的控制器模块，得到所述可修改控制参数；

通过人机交互界面显示所述可修改控制参数；

通过所述人机交互界面接收对所述可修改控制参数的操作指令；

根据所述操作指令更新所述相应控制器模块中的所述可修改控制参数。

优选的，所述预设规则包括预设命名规则和预设封装规则；

所述根据预设规则搭建控制器结构模型包括：

根据所述预设命名规则对所述具有可修改控制参数的控制器模块进行命名；

根据所述预设封装规则对所述可修改控制参数进行封装。

优选的，在所述根据所述操作指令更新所述相应控制器模块中的所述可修改控制参数之后，所述控制器设计方法还包括：

对所述控制器结构模型进行仿真，并显示仿真结果；

根据所述仿真结果判断是否需要对所述控制器结构模型进行结构调整；

如果需要进行结构调整，则返回至所述根据预设规则搭建控制器结构模型；

如果不需要进行结构调整，则判断是否需要对所述控制器结构模型进行参数修改；

如果需要进行参数修改，则返回至所述通过所述人机交互界面接收对所述可修改控制参数的操作指令。

优选的，所述控制器设计方法还包括：如果不需要进行参数修改，则判定控制器设计完成。

一种控制器设计装置，包括：

结构设计单元，用于根据预设规则搭建控制器结构模型；

搜索单元，用于确定所述控制器结构模型中具有可修改控制参数的控制器模块；

解析单元，用于解析所述具有可修改控制参数的控制器模块，得到所述可修改控制参数；

人机交互单元，用于显示所述可修改控制参数，并接收对所述可修改控制参数的操作指令；

更新单元，用于根据所述操作指令更新所述相应控制器模块中的所述可修改控制参数。

优选的，所述预设规则包括预设命名规则和预设封装规则；

所述结构设计单元包括：

命名单元，用于根据所述预设命名规则对所述具有可修改控制参数的控制器模块进行命名；

封装单元，用于根据所述预设封装规则对所述可修改控制参数进行封装。

优选的，所述控制器设计装置还包括仿真单元、第一判断单元和第二判断单元；

所述仿真单元，用于对所述控制器结构模型进行仿真，并显示仿真结果；

所述第一判断单元，用于根据仿真结果判断是否需要对所述控制器结构模型进行结构调整，如果是，则触发所述结构设计单元，否则触发所述第二判断单元；

所述第二判断单元，用于判断是否需要对所述控制器结构模型进行参数修改，如果是，则触发所述人机交互单元。

从上述的技术方案可以看出，本申请根据预设规则搭建控制器结构模块，进而根据该预设规则解析相应的控制器模块得到可修改控制参数，并将其映射到人机交互界面，使得设计人员可同时查看该控制器结构模型中的所有可修改参数，进而直接通过该人机交互界面接收设计人员对可修改控制参数的操作指令，并根据该操作指令对相应参数进行更新；通过上述方法，设计人员既不需要逐个打开每个控制器模块的参数设置对话框来查看、修改控制参数，也不需要手动编辑代码，简化了控制器参数设计过程；同时结合基于图形化建模方法的控制器结构设计过程，大大提高了设计效率，解决了现有技术的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的控制器设计方法流程图；

图2为本申请实施例二提供的控制器设计方法流程图；

图3为本申请实施例三提供的控制器设计装置的结构框图；

图4为本申请实施例四提供的控制器设计装置的结构框图；

图5为本申请实施例提供的控制器设计方法所应用的一种人机交互界面的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例公开了一种控制器设计方法及装置，以解决现有控制器设计方法操作繁琐、工作量大、效率低的问题。

参照图1，本申请实施例一提供的控制器设计方法，包括如下步骤：

S101、根据预设规则搭建控制器结构模型；

本申请实施例仍可采用现有的图形化建模方法来搭建控制器结构模型，以直观清晰的实现控制器模块的增加、删除、以及模块之间连线的修改等操作。

S102、确定所述控制器结构模型中具有可修改控制参数的控制器模块；

S103、解析所述具有可修改控制参数的控制器模块，得到所述可修改控制参数；

S104、通过人机交互界面显示所述可修改控制参数；

S105、通过所述人机交互界面接收对所述可修改控制参数的操作指令；

S106、根据所述操作指令更新所述相应控制器模块中的所述可修改控制参数。

由上述方法步骤可知，本申请实施例根据预设规则搭建控制器结构模块，进而根据该预设规则解析相应的控制器模块得到可修改控制参数，并将其映射到人机交互界面，使得设计人员可同时查看该控制器结构模型中的所有可修改参数，进而直接通过该人机交互界面接收设计人员对可修改控制参数的操作指令，并根据该操作指令对相应参数进行更新；通过上述方法，设计人员既不需要逐个打开每个控制器模块的参数设置对话框来查看、修改控制参数，也不需要手动编辑代码，简化了控制器参数设计过程；同时结合基于图形化建模方法的控制器结构设计过程，大大提高了设计效率，解决了现有技术的问题。

为获得符合要求的控制器设计结果，可能需要对其控制参数进行多次修改，具体可通过实施例二所述的循环过程实现。

如图2所示，本申请实施例二提供了另一种控制器设计方法，包括如下步骤：

S201、根据预设规则搭建控制器结构模型；

所述预设规则包括预设命名规则和预设封装规则。本步骤所述的搭建控制器结构模型，基于图形化建模方法，不仅包括传统控制器设计方法中的确定控制器模块的个数、类型及连接关系，还包括：

1）根据所述预设命名规则对具有可修改控制参数的控制器模块进行命名，以将其与不具有可修改控制参数的控制器模块区分开来；

2）根据预设封装规则对该控制器模块中的可修改控制参数进行封装，以将其与不可修改的控制参数区分开来。

更具体的，所述预设命名规则包括控制器模块的名称中包含预设关键字，即为控制器模块命名时，所有具有可修改控制参数的控制器模块的名称中均必须包含该预设关键字，而其他控制器模块的名称中则不得包含该预设关键字。例如，以“Design”为预设关键字；某控制器结构模型包含PID调节模块、积分模块等控制器模块；其中，PID调节模块中的比例系数Kp、微分作用系数Kd和积分作用系数Ki等参数为可修改控制参数，则将该PID调节模块命名为“Design_PID”；而积分模块的控制参数不可修改，故可直接将其命名为“Integrator”等，只要不包含“Design”即可。

另外，上述预设命名规则还可包括限定预设关键字在控制器模块名称中的字符位置；此时，其他不具有可修改参数的控制器模块的名称中也可包含预设关键字，但其字符位置必须与预设命名规则中规定的不同。

S202、确定所述控制器结构模型中具有可修改控制参数的控制器模块；

根据步骤S201可知，对于任意控制器模块，通过判断其名称中是否包含预设关键字，即可确定该控制器模块是否为具有可修改控制参数的控制器模块。

S203、解析所述具有可修改控制参数的控制器模块，得到可修改控制参数；

可根据上述预设封装规则对步骤S202确定的具有可修改控制参数的控制器模块进行解析，得到其可修改控制参数。

解析过程中，可将获取到的可修改控制参数的名称和预设值对应存储到两个数组中，即参数名数组和预设值数组。

S204、通过人机交互界面显示所述可修改控制参数；

S205、通过所述人机交互界面接收对所述可修改控制参数的操作指令；

本申请实施例所述的显示所述可修改控制参数，即通过数据驱动的方式，将步骤S203得到的两个数组中的数据映射到人机交互界面上。

如图5所示，可通过两个控件显示所述可修改控制参数：一个控件为不可编辑控件，即“设计参数列表”，用于显示参数名数组中存储的控制参数的名称，另一个控件为可编辑控件，即“设计参数值”，用于显示预设值数组中存储的可修改控制参数的预设值，且可对该预设值进行修改，生成相应的操作指令。

S206、根据所述操作指令更新所述相应控制器模块中的所述可修改控制参数；

S207、对所述控制器结构模型进行仿真，并显示仿真结果；

S208、根据所述仿真结果判断是否需要对所述控制器结构模型进行结构调整，如果是，则返回步骤S201，否则执行步骤S209；

S209、判断是否需要对所述控制器结构模型进行参数修改，如果是，则返回步骤S205，否则结束本设计流程。

如果仿真效果满足要求，既不需要调整控制器结构，也不需要修改控制参数，则控制器设计完成；若仿真效果不满足要求，其改善方法至少包括如下两种：

1）先调整控制器结构、再修改控制参数，即返回步骤S201；

2）只修改控制参数的预设值，即返回步骤S205。

由上述方法步骤可知，本申请实施例根据预设规则搭建控制器结构模块，进而根据该预设规则解析相应的控制器模块得到可修改控制参数，并将其映射到人机交互界面，使得设计人员可同时查看该控制器结构模型中的所有可修改参数，进而直接通过该人机交互界面接收设计人员对可修改控制参数的操作指令，并根据该操作指令对相应参数进行更新；通过上述方法，设计人员只需在人机交互界面上输入相应的控制参数的修改值，即可轻松完成控制参数的修改操作，既不需要逐个打开每个控制器模块的参数设置对话框，也不需要手动编辑代码，简化了控制器参数设计过程；同时结合基于图形化建模方法的控制器结构设计过程，大大提高了设计效率，解决了现有技术的问题。

与上述方法实施例一对应的，本申请实施例三还通过了一种控制器设计装置。如图3所示，该装置包括：结构设计单元310、搜索单元320、解析单元330、人机交互单元340和更新单元350。

具体的，结构设计单元310，用于根据预设规则搭建控制器结构模型；搜索单元320，用于确定所述控制器结构模型中具有可修改控制参数的控制器模块；解析单元330，用于解析所述具有可修改控制参数的控制器模块，得到可修改控制参数；人机交互单元340，用于显示所述可修改控制参数，并接收对所述可修改控制参数的操作指令；更新单元350，用于根据所述操作指令更新所述相应控制器模块中的所述可修改控制参数。

由上述结构及功能可知，本申请实施例根据预设规则搭建控制器结构模块，进而根据该预设规则解析相应的控制器模块得到可修改控制参数，并将其映射到人机交互界面，使得设计人员可同时查看该控制器结构模型中的所有可修改参数，进而直接通过该人机交互界面接收设计人员对可修改控制参数的操作指令，并根据该操作指令对相应参数进行更新；通过上述方法，设计人员既不需要逐个打开每个控制器模块的参数设置对话框来查看、修改控制参数，也不需要手动编辑代码，简化了控制器参数设计过程；同时结合基于图形化建模方法的控制器结构设计过程，大大提高了设计效率，解决了现有技术的问题。

相应于上述方法实施例二，本申请实施例四提供了另一种控制器设计装置。如图4所示，该装置包括：结构设计单元410、搜索单元420、解析单元430、人机交互单元440、更新单元450、仿真单元460、第一判断单元470和第二判断单元480。

具体的，结构设计单元410用于根据预设规则搭建控制器结构模型，其至少包括命名单元411和封装单元412；其中，所述预设规则包括预设命名规则和预设封装规则；命名单元411用于根据所述预设命名规则对所述具有可修改控制参数的控制器模块进行命名；封装单元412用于根据所述预设封装规则对所述可修改控制参数进行封装。

搜索单元420，用于确定所述控制器结构模型中具有可修改控制参数的控制器模块。

解析单元430，用于解析所述具有可修改控制参数的控制器模块，得到可修改控制参数。

人机交互单元440，用于显示所述可修改控制参数，并接收对所述可修改控制参数的操作指令。

更新单元450，用于根据所述操作指令更新所述相应控制器模块中的所述可修改控制参数。

仿真单元460，用于对所述控制器结构模型进行仿真，并显示仿真结果。

第一判断单元470，用于根据仿真结果判断是否需要对所述控制器结构模型进行结构调整，如果是，则触发结构设计单元410，否则触发第二判断单元480。

第二判断单元480，用于判断是否需要对所述控制器结构模型进行参数修改，如果是，则触发人机交互单元490，否则确定控制器设计完成。

由上述结构及功能可知，本申请实施例根据预设规则搭建控制器结构模块，进而根据该预设规则解析相应的控制器模块得到可修改控制参数，并将其映射到人机交互界面，使得设计人员可同时查看该控制器结构模型中的所有可修改参数，进而直接通过该人机交互界面接收设计人员对可修改控制参数的操作指令，并根据该操作指令对相应参数进行更新；通过上述方法，设计人员只需在人机交互界面上输入相应的控制参数的修改值，即可轻松完成控制参数的修改操作，既不需要逐个打开每个控制器模块的参数设置对话框，也不需要手动编辑代码，简化了控制器参数设计过程；同时结合基于图形化建模方法的控制器结构设计过程，大大提高了设计效率，解决了现有技术的问题。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-OnlyMemory，ROM）或随机存储记忆体（RandomAccessMemory，RAM）等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种控制器设计方法，其特征在于，包括：

根据预设规则搭建控制器结构模型；

确定所述控制器结构模型中具有可修改控制参数的控制器模块；

解析所述具有可修改控制参数的控制器模块，得到所述可修改控制参数；

通过人机交互单元显示所述可修改控制参数；

通过所述人机交互单元接收对所述可修改控制参数的操作指令；

根据所述操作指令更新所述控制器模块中的所述可修改控制参数；

其中，所述预设规则包括预设命名规则和预设封装规则；

所述根据预设规则搭建控制器结构模型包括：

根据所述预设命名规则对所述具有可修改控制参数的控制器模块进行命名；

根据所述预设封装规则对所述可修改控制参数进行封装。

2.根据权利要求1所述的控制器设计方法，其特征在于，在所述根据所述操作指令更新所述控制器模块中的所述可修改控制参数之后，所述控制器设计方法还包括：

对所述控制器结构模型进行仿真，并显示仿真结果；

根据所述仿真结果判断是否需要对所述控制器结构模型进行结构调整；

如果需要进行结构调整，则返回至所述根据预设规则搭建控制器结构模型；

如果不需要进行结构调整，则判断是否需要对所述控制器结构模型进行参数修改；

如果需要进行参数修改，则返回至所述通过所述人机交互单元接收对所述可修改控制参数的操作指令。

3.根据权利要求2所述的控制器设计方法，其特征在于，还包括：如果不需要进行参数修改，则判定控制器设计完成。

4.一种控制器设计装置，其特征在于，包括：

结构设计单元，用于根据预设规则搭建控制器结构模型；

搜索单元，用于确定所述控制器结构模型中具有可修改控制参数的控制器模块；

解析单元，用于解析所述具有可修改控制参数的控制器模块，得到所述可修改控制参数；

人机交互单元，用于显示所述可修改控制参数，并接收对所述可修改控制参数的操作指令；

更新单元，用于根据所述操作指令更新所述控制器模块中的所述可修改控制参数；

其中，所述预设规则包括预设命名规则和预设封装规则；

所述结构设计单元包括：

命名单元，用于根据所述预设命名规则对所述具有可修改控制参数的控制器模块进行命名；

封装单元，用于根据所述预设封装规则对所述可修改控制参数进行封装。

5.根据权利要求4所述的控制器设计装置，其特征在于，还包括仿真单元、第一判断单元和第二判断单元；

所述仿真单元，用于对所述控制器结构模型进行仿真，并显示仿真结果；

所述第一判断单元，用于根据仿真结果判断是否需要对所述控制器结构模型进行结构调整，如果是，则触发所述结构设计单元，否则触发所述第二判断单元；

所述第二判断单元，用于判断是否需要对所述控制器结构模型进行参数修改，如果是，则触发所述人机交互单元。