[发明专利]一种基于有限状态机的参数依赖模型的生成方法

权利要求书

1.一种基于有限状态机的参数依赖模型的生成方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、根据倒立摆系统的参数和设计约束，列出对应的参数依赖关系表达式，并加入参数依赖关系集合中；

步骤二、对于所述参数依赖关系集合中的各个参数依赖关系表达式，逐一建立对应的有限状态机及其状态，并为所述有限状态机模型的状态设置转换条件；

步骤三、将倒立摆系统的各个参数与对应的有限状态机的输入参数和输出参数相连，建立倒立摆系统的参数依赖模型；

所述步骤二具体包括以下步骤：

步骤Ⅰ、从所述参数依赖关系集合中任取一参数依赖关系表达式，所述参数依赖关系表达式的自变量为对应的有限状态机的输入参数，其因变量为对应的有限状态机的输出参数；

步骤Ⅱ、判断所述参数依赖关系表达式是否为分段函数，若否，则创建一个对应的有限状态机的状态，内置所述参数依赖关系表达式；若是，则创建与分段函数的分段个数相同的状态，各个状态内置对应分段的参数依赖关系表达式；

步骤Ⅲ、若状态仅为一个，则其转换条件始终处于激活状态；若状态个数大于一个，则其转换条件为对应的所述参数依赖关系表达式的分段函数的分段计算条件；

步骤Ⅳ、重复步骤一至三，直至所述参数依赖关系集合为空集。

2.一种基于有限状态机的倒立摆系统的建模方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤ⅰ、分析倒立摆系统，确定所述倒立摆系统的参数及表示参数之间关系的函数表达式；

步骤ⅱ、判断函数表达式是否为分段函数及分段个数，确定函数表达式对应的有限状态机的状态的个数；

步骤ⅲ、根据函数表达式的自变量、因变量和分段函数的计算条件，分别确定函数表达式对应的有限状态机的输入参数、输出参数和状态的转换条件，建立函数表达式对应的有限状态机；

步骤ⅳ、重复步骤ⅱ至ⅲ，逐一建立函数表达式对应的有限状态机，再将所述倒立摆系统的各个参数和对应的有限状态机联系起来，建立所述倒立摆系统的有限状态机模型；

所述步骤ⅱ中的分段函数的分段个数和对应的有限状态机的状态个数相同，非分段函数对应的有限状态机的状态仅有一个，

所述步骤ⅲ中的所述输入参数和输出参数分别为对应的函数表达式的自变量和因变量，所述转换条件为对应的分段函数的分段计算条件或者非分段函数始终处于激活状态。

3.根据权利要求2所述的基于有限状态机的倒立摆系统的建模方法，其特征在于：所述倒立摆系统包括支点和设置所述支点上的机械臂，所述机械臂的参数包括长len、宽wid、高heig、密度den、质量mass和惯量iner，函数表达式包括质量依赖关系和惯量依赖关系。

4.根据权利要求3所述的基于有限状态机的倒立摆系统的建模方法，其特征在于：所述质量依赖关系为非分段函数，对应的状态结点仅有一个，且始终处于激活状态；所述惯量依赖关系为分段函数，对应的状态为两个，其转换条件分别为widlen/20||heiglen/20，wid≤len/20||heig≤len/20。