CN106019982A

CN106019982A - 一种控制系统的逻辑转换控制方法

Info

Publication number: CN106019982A
Application number: CN201610329725.4A
Authority: CN
Inventors: 李育; 李欣; 刘佳
Original assignee: Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
Current assignee: Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明涉及飞机机载系统控制领域，特别涉及一种控制系统的逻辑转换控制方法，以至少解决目前的逻辑转换控制方法导致系统分析、软件设计和测试过程的复杂程度的问题。控制系统的逻辑转换控制方法，包括如下步骤：对控制系统中的多个控制状态以及多个控制状态之间的转换条件进行分析，得到状态转换图；对多个控制状态以及转换条件进行数字化抽象和编码，得到状态转换表；采用二维数组对状态转换表进行建模，得到应数据模型；在数据模型中，通过数组下标直接定位到目标状态，实现多个控制状态之间的相互转换。本发明的控制系统的逻辑转换控制方法使整个系统分析始终在同一层面上进行，不受问题规模和复杂程度影响，可以大大简化系统分析难度。

Description

一种控制系统的逻辑转换控制方法

技术领域

本发明涉及飞机机载系统控制领域，特别涉及一种控制系统的逻辑转换控制方法。

背景技术

对于飞机机载系统(如飞控系统、航电系统、机电系统等)复杂逻辑转换关系的软件设计和仿真建模，是工程应用中经常遇到的问题。传统程序设计利用多分支条件转移算法实现，程序复杂程度随着问题复杂程度而增加，因此，解决逻辑控制的能力受到问题规模和复杂程度的严重限制。这样一来增加了系统分析、软件设计和测试过程的复杂程度，降低了软件执行效率，并且软件维护、修改和功能扩充也比较困难。

发明内容

本发明的目的是提供了一种控制系统的逻辑转换控制方法，以至少解决目前的逻辑转换控制方法导致系统分析、软件设计和测试过程的复杂程度的问题。

本发明的技术方案是：

一种控制系统的逻辑转换控制方法，包括如下步骤：

步骤一、对控制系统中的多个控制状态以及所述多个控制状态之间的转换条件进行分析，得到相对应的状态转换图；

步骤二、对所述多个控制状态以及所述转换条件进行数字化抽象和编码，得到相对应的状态转换表；

步骤三、采用二维数组对所述状态转换表进行建模，得到与所述状态转换表相对应数据模型；

步骤四、在所述数据模型中，通过数组下标直接定位到目标状态，实现所述多个控制状态之间的相互转换。

可选的，在所述步骤四中，是通过stateAnswer函数通过对数据模型的操作，实现所述多个控制状态之间的相互转换。

发明效果：

本发明的控制系统的逻辑转换控制方法，无需对整个逻辑关系的深度和广度进行考虑和分析，使整个系统分析始终在同一层面上进行，不受问题规模和复杂程度影响，可以大大简化系统分析难度；另外，本发明的方法通过数组下标直接定位到目标状态，将程序转变为顺序执行，提高了执行效率。

附图说明

图1是本发明控制系统的逻辑转换控制方法的流程图；

图2是本发明控制系统的逻辑转换控制方法的一个实施例中MFD显控系统工作模式切换图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图1、图2以及一个具体实例对本发明控制系统的逻辑转换控制方法做进一步详细说明。

本发明提供了一种控制系统的逻辑转换控制方法；其中，控制系统优选为飞机航电系统MFD(多功能显示器)显控系统；在对MFD显控系统进行设计时，实现多任务、多工作模态之间准确无误地转换是极其关键的功能要求；因此，具体包括如下步骤：

步骤S101、对MFD显控系统中的多个控制状态以及多个控制状态之间的转换条件进行分析，得到相对应的状态转换图；其中，MFD提供了如MENU、HSD、DATA、BIT、PDR等19个主工作模态，每种主工作模态中又包含若干个子工作模态，作为示例摘取如图1所示的部分工作模态(8种)及其转换关系。图1中表示的含义为：例如在MENU工作模式下按压周边键L2可使MFD的工作模式切换到HSD，在HSD工作模式下按压周边键R5可使工作模式切换到TCN；不再一一赘述。

进一步，通过对MFD显控功能需求分析建立状态转换图，状态转换是当前状态和触发条件的函数，表示为：next_state＝FSTATE(current_state,condition)状态的转换依据当前状态及触发条件来决定应该切换到的下一个状态的情况。

步骤S102、对多个控制状态以及转换条件进行数字化抽象和编码，得到相对应的状态转换表；本步骤中，需要将MFD中工作模式及周边键的按压操作进行数字化抽象，以便计算机识别和处理。

具体地，数字化过程为：将图1所示的8种状态按照0～7编号，按压周边键U1～U5、L1～L5、R1～R5、D1～D5时的20种键值依次按照0～19编号，这样就得到如下表1所示的MFD状态转换表。

表1：状态转换表

其中，行代表MFD当前的工作状态，列代表按压周边键时的键值；由行和列所确定的内容即为在当前工作状态下按压某一周边键时MFD应该切换到的目标工作状态的编号；“-1”代表这一工作状态下相应的周边键无操作定义。

步骤S103、主要是定义矩阵的程序数据结构，得到二维数组；具体地是采用二维数组对状态转换表进行建模，得到与状态转换表相对应数据模型(二维数组/二维矩阵)。在本步骤中，针对上述工程问题，进行程序设计时本发明以二维矩阵数据结构形式表示大规模复杂逻辑关系，以访问二维矩阵的程序算法设计基于矩阵方式的复杂逻辑控制程序。

其中，C语言伪码描述为：int stateTable[工作模式总个数][键值总个数]，本例中表示为stateTable[8][20]；数组中存储的数据为表中的内容。因此，stateTalbe数组就表示了这样的一个二维矩阵：

[\begin{matrix} - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & 2 & - 1 & 3 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & 7 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & 0 & - 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & 0 & - 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & 0 & - 1 & - 1 \\ 7 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & 0 & - 1 & - 1 \\ 7 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & 0 & - 1 & - 1 \\ 7 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & 0 & - 1 & - 1 \\ - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & 4 & 5 & 6 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & 0 & - 1 & - 1 \end{matrix}];

数组中每个元素下标第一维表示MFD所处的当前工作模式编号，第二维表示周边键操作的键值。

步骤S104、在数据模型(二维矩阵)中，通过数组下标直接定位到目标状态，实现多个控制状态之间的相互转换，最终获得控制逻辑软件；即设计矩阵访问和读取算法完成程序设计的步骤。需要说明的是，获取数据模型(二维矩阵)后，设计控制逻辑软件对矩阵进行访问属于常规的软件设计方法。

在本步骤中，是通过stateAnswer函数通过对数据模型的操作，实现多个控制状态之间的相互转换。

不同于传统多分支程序处理流程解决复杂逻辑控制问题，使用矩阵方式处理问题时，只需对存储MFD工作模式切换表的二维数组stateTable根据当前的工作模态及周边键操作进行正确的读取和解释，是一种非常简单和有效的实现途径。使用C语言伪码的算法描述如下：

其中：stateAnswer函数通过对stateTalbe数组的操作，实现工作模式的相应切换。参数curState表示当前的工作模式编号，keyValue表示当前按压周边键操作时的键值编号；返回值表示将切换到的目标工作模式编号。

本发明的控制系统的逻辑转换控制方法，通过矩阵设计与建模的方法解决大规模复杂逻辑转换控制程序设计问题。即通过建立“当前状态”与转换条件的二维矩阵，并且设计矩阵访问和读取算法完成程序设计。从本质上使程序复杂程度与问题无关，很好地解决复杂逻辑控制问题，具有很好的扩展性和推广型。

进一步，本发明的控制系统的逻辑转换控制方法的优点具体如下：

(1)简化分析问题的复杂程度。复杂逻辑转换控制关系通常显现着错综复杂的网状结构，进行系统分析时由于受思维能力和问题规模的限制，往往很难做出正确判断。使用本发明的方法无需对整个逻辑关系的深度和广度进行考虑和分析，使整个系统分析始终在同一层面上进行，不受问题规模和复杂程度影响，可以大大简化系统分析难度。

(2)软件或模型更加容易设计、维护、修改和功能扩充。传统程序算法利用多分支条件转移解决复杂逻辑问题，判断条件、分支数量、嵌套层次深度、程序长度等都随着问题复杂程度而改变，必须根据不同问题编写不同程序。即使同一问题当需求发生改变、软件升级或功能扩充时也必须对整个程序进行大规模改动，同时状态繁多、逻辑关系复杂也给测试带来了困难。使用本发明方法则只需要修改“状态响应表”中的内容即可，而无需修改程序，使程序设计、维护、修改和功能扩充都变的非常容易。

(3)提高软件执行速度。传统多分支条件转移算法容易中断正常程序流程，降低执行效率。本发明的方法通过数组下标直接定位到目标状态，将程序转变为顺序执行，提高了执行效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种控制系统的逻辑转换控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的控制系统的逻辑转换控制方法，其特征在于，在所述步骤四中，是通过stateAnswer函数通过对数据模型的操作，实现所述多个控制状态之间的相互转换。