"""气体流量闭环控制的集中配置。

首次连接真实设备前，请重点核对：MT2-AM8 地址、AI/AO 通道、压力上限、
阀门打开端行程和关闭端行程。PID 参数是安全起步值，不是最终整定结果。
"""

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# MT2-AM8 通讯与量程
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MT2AM8_HOST = "192.168.1.12"
MT2AM8_PORT = 502
MT2AM8_SLAVE_ID = 1

# MT2AM8Client 用这些量程把模拟量转换成物理量。
PRESSURE_RANGE_KPA = 400.0
FLOW_METER_RANGE_SLM = 300.0

# AI/AO 通道均从 0 开始。AI0 和 AO0 属于不同的寄存器区，可以同时使用。
FLOW_INPUT_CHANNEL = 1
PRESSURE_INPUT_CHANNEL = 0       # 没有压力传感器时改为 None
MOTOR_OUTPUT_CHANNEL = 1

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# 控制目标和控制周期
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TARGET_FLOW_MIN_SLM = 0.0
TARGET_FLOW_MAX_SLM = 300.0
ZERO_FLOW_THRESHOLD_SLM = 0.5

CONTROL_PERIOD_S = 0.1           # 100 ms，10 Hz
MAX_CONTROL_DT_S = 0.3           # 超过此值视为控制循环严重超时
STATUS_PRINT_PERIOD_S = 1.0

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# PID：输出统一定义为阀门开度百分比
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# 第一版建议先按 PI 使用（KD=0），然后通过阶跃实验重新整定。
PID_KP = 0.5
PID_KI = 0.1
PID_KD = 0.0

OPENING_MIN_PCT = 0.0
OPENING_MAX_PCT = 100.0
MAX_OPENING_RATE_PCT_S = 20.0    # 每秒最多改变 20% 开度

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# 稳态判定（用于控制性能报告）
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STEADY_STATE_WINDOW_S = 2.0      # 滑动时间窗口长度
STEADY_STATE_BAND_PCT = 2.0      # 滑窗均值相对目标的允许误差带（±2%）
STEADY_STATE_STD_PCT = 2.0       # 滑窗标准差阈值（相对目标百分比）

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# 阀门执行机构
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# 电机行程越大，阀门开度越小。
# opening=0%   -> MOTOR_CLOSED_POSITION（完全关闭）
# opening=100% -> MOTOR_OPEN_POSITION（打开端/机械死区边界）
MOTOR_CLOSED_POSITION = 1000.0
MOTOR_OPEN_POSITION = 240.0

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# 安全阈值
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# 物理读数允许范围；超过范围立即关阀。
FLOW_VALID_MIN_SLM = 0.0
FLOW_VALID_MAX_SLM = 300.0
MAX_PRESSURE_KPA = 400         # 必须按实际管路额定压力确认

# 短暂读取失败时保持上一输出，不下发新位置；连续达到阈值后关阀。
MAX_CONSECUTIVE_FLOW_FAILURES = 3
MAX_CONSECUTIVE_PRESSURE_FAILURES = 3

# 日志目录相对于工程目录。
LOG_DIRECTORY = "logs"
LOG_FILE_NAME = "flow_control.log"

# 每次运行的逐周期数据和曲线图保存目录（相对于工程目录）。
DATA_DIRECTORY = "data"
PLOT_DPI = 160


def validate_config():
    """在接触硬件前检查明显的配置错误。"""
    if CONTROL_PERIOD_S <= 0:
        raise ValueError("CONTROL_PERIOD_S 必须大于 0")
    if MAX_CONTROL_DT_S < CONTROL_PERIOD_S:
        raise ValueError("MAX_CONTROL_DT_S 不得小于 CONTROL_PERIOD_S")
    if TARGET_FLOW_MIN_SLM > TARGET_FLOW_MAX_SLM:
        raise ValueError("目标流量上下限配置错误")
    if TARGET_FLOW_MAX_SLM > FLOW_METER_RANGE_SLM:
        raise ValueError("目标流量上限不得超过流量计量程")
    if FLOW_VALID_MIN_SLM > FLOW_VALID_MAX_SLM:
        raise ValueError("流量有效范围上下限配置错误")
    if FLOW_VALID_MAX_SLM > FLOW_METER_RANGE_SLM:
        raise ValueError("流量有效范围上限不得超过流量计量程")
    if not 0 <= OPENING_MIN_PCT < OPENING_MAX_PCT <= 100:
        raise ValueError("阀门开度范围必须位于 0~100%，且下限小于上限")
    if MOTOR_OPEN_POSITION >= MOTOR_CLOSED_POSITION:
        raise ValueError("本系统行程越大开度越小，因此打开端行程必须小于关闭端行程")
    if MOTOR_OPEN_POSITION < 0 or MOTOR_CLOSED_POSITION > 1000:
        raise ValueError("电机行程必须位于 MT2AM8Client 当前采用的 0~1000 范围")
    if MAX_OPENING_RATE_PCT_S <= 0:
        raise ValueError("MAX_OPENING_RATE_PCT_S 必须大于 0")
    if MAX_CONSECUTIVE_FLOW_FAILURES < 1:
        raise ValueError("MAX_CONSECUTIVE_FLOW_FAILURES 必须至少为 1")
    if PRESSURE_INPUT_CHANNEL is not None and MAX_PRESSURE_KPA is None:
        raise ValueError("启用压力通道时必须配置 MAX_PRESSURE_KPA")