一种控制系统的逻辑转换控制方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
-种控制系统的還辑转换控制方法
技术领域
[0001] 本发明设及飞机机载系统控制领域，特别设及一种控制系统的逻辑转换控制方 法。
【背景技术】
[0002] 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。运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】
[0003] 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，W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。
[0004] 本发明的技术方案是：
[0005] -种控制系统的逻辑转换控制方法，包括如下步骤：
[0006] 步骤一、对控制系统中的多个控制状态W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；
[0007] 步骤二、对所述多个控制状态W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；
[000引步骤=、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；
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011]发明效果：
[0012] 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W 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】
[0013] 图1是本发明控制系统的逻辑转换控制方法的流程图；
[0014] 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MH)显控系统工作模 式切换图。
【具体实施方式】
[0015] 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。
[0016] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中屯、"、"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、W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。
[0017] 下面结合附图1、图2W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。
[0018] 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M抑(多功能显示器)显控系统;在对M抑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：
[0019] 步骤S101、对MFD显控系统中的多个控制状态W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，M抑提供了如MENU、HSD、DATA、B口、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M抑的工作模式切换到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 再一一寶述。
[0020] 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(州rrent_s1:ate ,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。
[0021] 步骤S102、对多个控制状态W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MH)中工作模式及周边键的按压操作进行数字化抽象，W便 计算机识别和处理。
[0022] 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Ul~U5、 Ll~L5、R1~R5、D1~D5时的20种键值依次按照0~19编号，运样就得到如下表1所示的MFD 状态转换表。
[0023] 表1:状态转换表
[0024]
[0025] 其中，行代表MH)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MH)应该切换到的目标工作状态的编号； "-r代表运一工作状态下相应的周边键无操作定义。
[0026] 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W二维矩阵数据结构形式表示大规模 复杂逻辑关系，W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。
[0027] 其中，C语言伪码描述为：int state化ble[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，state化化e数组就 表示了运样的一个二维矩阵：
[002引
[0029] 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。
[0030] 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。
[0031] 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。
[0032]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M抑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：
[0033；
[0034；
[00：3日]其中：StateAnswer函数通过对StateTa化e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。
[0036] 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。
[0037] 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：
[0038] (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W大大简化系统分析难度。
[0039] (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。
[0040] (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。
[0041] W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掲露的技术范围内，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W所述权利要求的保护范围为 准。
【主权项】
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： 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。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。
【文档编号】G05B17/02GK106019982SQ201610329725
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】李育, 李欣, 刘佳
【申请人】中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所