[发明专利]图形化控制系统设计与仿真工具

摘要

本发明涉及一种自动化学科图形化控制系统设计与仿真工具，包括：基本模块库、建模方法库、控制算法库、连接工具、运行工具、设计窗口以及仿真窗口。利用本系统进行设计仿真的流程为，在基本模块库、建模方法库、控制算法库中分别选择合适的输入图形模块，输出图形模块、建模方法图形模块以及控制算法图形模块，在设计窗口中调整各图形模块的位置并使用连接工具连接成完整的控制系统，最后启动运行工具并在仿真窗口中观测仿真结果。本发明提供的工具仅需要进行图形化操作而不需要二次编程开发，即使用户完全不清楚原理的情况下也能进行控制算法的设计与仿真。

主权项

一种图形化控制系统设计与仿真工具，其特征在于，所述图形化控制系统设计与仿真工具由C#语言编程实现，包括如下功能模块：基本模块库(1)：基本模块库(1)中包括22种常用的输入信号，使用正弦信号、余弦信号或脉冲信号，每种输入信号由C#语言编程实现并被封装为一个基本图形模块，每个基本图形模块包含1个输出端子；基本模块库中还包括3种基本的输出模块，每种输出模块由C#语言编程实现并被封装为一个图形模块，每个图形模块包含1～3个输入端子；建模方法库(2)：建模方法库(2)中包括12种常用的控制建模方法，每种建模方法由C#语言编程实现并被封装为一个建模方法图形模块，每个建模方法图形模块包含1～4个输入端子与1～4输出端子，分别对应各个建模方法的若干输入、输出参数；控制算法库(3)：控制算法库(3)中包括18种常用的控制算法，每种控制算法由C#语言编程实现并被封装为一个控制算法图形模块，每个控制算法图形模块具有1～4个输入端子与1～4输出端子，分别对应控制算法的若干输入、输出参数；连接工具(4)：连接工具(4)用于将设计窗口(6)中各个图形模块的输入端子与输出端子连接起来，形成信号通路；运行工具(5)：运行工具(5)用于计算设计窗口(6)中连接好的控制系统在输入模块作用下的输出结果，并将结果以曲线形式显示在仿真窗口(7)中；设计窗口(6)：设计窗口(6)用于进行图形化的控制系统设计与编辑，在该窗口中可分别利用基本模块库、控制算法库、建模方法库中提供的不同图形模块共计设计出18*12＝216种不同的控制系统，并进行22种不同输入信号的仿真实验，具体过程为，在基本模块库(1)中选择输入图形模块，输出图形模块，在建模方法库(2)选择建模方法图形模块，在控制算法库(3)选择控制算法图形模块，所有被选择图形模块将会显示在设计窗口(6)中，调整各图形模块至合适位置并使用连接工具(4)将各图形模块的输出端子、输入端子连接成通路，完成控制系统设计；仿真窗口(7)：仿真窗口(7)用于显示设计的控制系统在运行工具(5)作用下的运行结果，运行结果为一条或多条仿真曲线，仿真曲线的横坐标为时间，纵坐标为输出模块输出端子的数值。