[发明专利]一种控制器参数无线分析调试的系统和方法

说明书

本发明涉及一种控制器参数无线分析调试系统和方法，包括调试计算机、上位机软件、无线数据收发器、子无线数据收发器、嵌入至目标机的嵌入交互软件包、目标机、被调参的控制器。其中，调试计算机中运行上位机软件，无线数据收发器通过USB接口与调试计算机通信，子无线数据收发器与无线数据收发器之间通过2.4GHz无线通信链路进行通信，无线数据收发器通过硬件接口与目标机进行连接通信，嵌入交互软件包运行于目标机中，完成对控制器中内部变量的观察和被调参数的修改。

技术领域

本发明涉及自动化设备中控制器设计生产领域，具体为一种服务于控制器参数无线实时分析调试的系统和方法。

背景技术

自动化设备目前在消费电子、制造工业、机器人工业等领域得到了极为广泛的应用。在自动化设备、产品的生产过程中，其控制器的结构设计完成后需要按照控制器的实际工作情况对控制器的参数进行反复分析调试，以达到预期的效果。其分析调试工作的精度、智能化程度、效率对设备及产品的质量以及开发效率有着极大的影响。

目前在控制器设计中参数分析调试通常采用的方法是通过观察分析当前控制器工作效果并在集成开发环境(IDE)中对控制器的参数进行修改，而后对程序进行编译，再通过以有线方式连接至目标机的仿真器(Debugger)下载程序以实现对控制器的参数进行更新，循环重复这个过程直至控制器的效果能够达到理想状态为止。

传统的控制器参数分析调试方式中存在以下四个较大的缺点：

1.调试线缆冗杂，对设备的工作环境造成了干扰，设备的调试工作环境和正常工作环境之间存在差异，所调得参数不是正常工作环境下的最优参数，甚至所调得参数在正常工作环境下无法使用，影响了所调参数的质量。一般自动化装置都是在动态运动中，例如在调试四旋翼飞行器的控制器过程中，通过有线连接进行调试的方式十分繁琐，并且线缆的存在会对设备的运动产生影响，造成调试时工作环境和正常工作环境之间的差异，影响了所调参数的质量。

2.无法实时观测控制器内部变量或观测的方式不直观，导致调参过程盲目，所调得参数质量不高。在采用低端微处理器的控制系统中，由于没有与之配套的仿真器，故无法实时观测控制器内部变量。在采用中高端微处理器的控制系统中，虽然可以通过仿真器配合集成开发环境中的Watch来观察控制器内部变量的变化情况，但Watch 中的数据为数值数据类型，无法以直观的波形展现控制器内部变量的变化情况，不利于工作人员在控制器运行时对其内部变量的变化情况进行掌控及分析，导致所调得参数质量不高。

3.修改参数步骤繁琐，费时费力，同时降低了目标机芯片使用寿命。在目标机程序下载完成后控制器的参数将无法再进行修改，每次在需要更新参数时都需要对程序进行修改-编译-下载步骤，步骤繁琐，当整个自动化设备的程序规模较大时，每一次程序的编译、下载都将耗费大量的时间，费时费力，效率低下，同时消耗了芯片擦除次数，降低了芯片使用寿命。

4.控制器参数分析调试系统不通用，仅为某一特定控制器专用的参数分析调试系统，不具备通用性。

发明内容

要解决的技术问题

针对现有控制器参数分析调试系统和方法中存在的上述四个缺点，本发明提出一种控制器参数无线分析调试的系统和方法，摆脱调试线缆干扰、避免调试线缆对所调参数质量的影响；实时观测控制内部变量、避免盲目调参并提升所调参数质量；实时修改参数、简化参数分析调试步骤从而降低工作的时间并提高效率；方便快捷地安装于有额外硬件接口的各种目标机中，通用性强。

技术方案