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主要输入和输出

控制器，此处特指自动温控控制器，在最简单的描述下，只接受一个输入，给出一个输出，即：

• 输入温度；
• 输出操作；

在控制器内部，比对输入温度和设定状态，以比对结果为依据计算操作值。

操作值则表达三种抽象的操作要求：

• 正向操作及其力度（加温）；
• 反向操作及其力度（降温）；
• 什么都不做；

在控制器外部，机械或装置任意地解释操作值，做出机械动作。

这个动作的结果可能可以改变输入温度的值，也可能不能改变，也可能有时能改变有时不能改变。控制器可能能把被操作的温度带动到设定的目标温度，也可能不能，也可能有时能有时不能。对于控制器的使用者来说，可能说，能够把想控制的温度确定地控制到想要的温度，是控制器存在的理由。但对于控制器的实现者来说，可以说，控制手段和控制结果间的不确定性，才是控制器存在的理由。

比例区间和输出内容

假设被使用的加热手段和降温手段的力度范围，各自在最大力度下能使被操作物的温度变化速率一样，再假设我们又容许结果温度和被设定的目标温度间可以有误差，比较温度在误差范围内就不再尝试改变温度，那么可以从这两个假设可以衍生出用来划定区间的两个概念：

• 最大力度的范围：假设我能称之为比例区；
• 不做操作的范围：假设我能称之为死区；

以设定目标值为中心，结合比例区和死区的概念，可以划分出五个区间：

• 死区以内；
• 低于目标值、死区以外，比例区以内；
• 低于目标值、比例区以外；
• 高于目标值、死区以外，比例区以内；
• 高于目标值、比例区以外；

划分完区间后，就可以通过判断某一温度值落于哪一个区间来得出操作值的内容：

• 死区以内：什么都不做；
• 低于目标值、死区以外，比例区以内：按区间比例做正向操作；
• 低于目标值、比例区以外：全力做正向操作；
• 高于目标值、死区以外，比例区以内：按区间比例做反向操作；
• 高于目标值、比例区以外：全力做反向操作；

接口的编排

控制器可以提供一些接口来设置控制器的要素，比如：

Class Controller{...void setTargetValue(float inReal){...}void setProcessValue(float inReal){...}void setDeadZone(...){...}void setProportionZone(...){...}...
}

对于不同的操作偏好和装置特性，控制器也可以有完全不同的设置方法和实现。

比如，比例区可以不对称，死区也可以不对称。比例区可能不可以超过某个预设范围，也可能可以，可能可以为负，也可能不可以。死区可能可以比比例区更大，也可能不可以，也可能需要强制其不能超过比例区的某一部分，也可能不能小于某一部分。这些问题都有待留给机械装置的构造去回答，不会也不应有固定的答案：

Class Controller{...void setDeadZone(float factor){...}void setDeadZone(float negative, float positive){...}void setDeadZone(float negativeFactor, float positiveFactor, float factorBase){...}void setDeadZone(float negativeFactor, float positiveFactor, float rangeMin, float rangeMax){...}...void setProportionZone(float factor){...}void setProportionZone(float negative, float positive){...}void setProportionZone(float negativeFactor, float positiveFactor, float factorBase){...}void setProportionZone(float negativeFactor, float positiveFactor, float rangeMin, float rangeMax){...}...
}

同样，控制值可以被任何装置任意地解释成任何状态。

它可能是某个液泵的转速，可能是某个阀门的角度，也可能是电加热棒的通断频率，也可能是某个滑块的位移。它的变化可能是连续的，也可能是离散的，可能是均一的，也可能是曲线的。对此，控制器也完全可以提供不同的表达形式和获取方法：

Class Controller{.../**@return [-1f ~ 1f]*/float getAnalogOutput(){return ...}...boolean getPositiveOutput(){return ...}boolean getNegativeOutput(){return ...}/**@return [0 ~ 100]*/int getOutputPercentage(){return ...}...int getPositivePercentage(){return...}int getNegativePercentage(){return...}...boolean getClockedPositive(int timeSpan){return ...}boolean getClockedNegative(int timeSpan){return ...}...
}

取决于设计，控制器也完全可以应用到气压、流量、等等等等温度以外的控制器中。

在本系列最后完成的样例中，温控控制器裁剪后还被用来做燃烧器风门的角度控制。

显示面板

在本系列最后完成的样例中，将直接在画布里绘图表现区间：

• 中心横线代表目标值；
• 内侧方形区域代表死区；
• 外侧方形区域代表比例区；
• 具体的数值另外直接用文字写出；