Torque Curve Generator

Nástroj pro generování momentových křivek servomotorů ve formátu CSV. Podporuje více typů náběhu, směrové mapování LH/RH motorů, volitelné zakončení blokovým momentem a import reálných dat z Excel souborů (.xlsx).

Architektura

torque_engine.py          ← výpočetní jádro (bez UI závislostí)
torque_curve_generator.py ← CLI aplikace + wrapper pro zpětnou kompatibilitu
torque_gui.py             ← GUI aplikace s live matplotlib vizualizací
output/                   ← výchozí složka pro generované CSV soubory

Pravidlo: veškerá matematika žije výhradně v torque_engine.py. Ostatní moduly ji pouze volají – nikdy neduplikují.

Rychlý start

Varianta A – UV (doporučeno)

# Vytvoří .venv a nainstaluje závislosti
uv sync

# GUI aplikace (doporučeno)
uv run python torque_gui.py

# CLI aplikace
uv run python torque_curve_generator.py

Varianta B – pip (bez UV)

python -m venv .venv
.\.venv\Scripts\Activate.ps1
pip install -r requirements.txt

# GUI aplikace
python torque_gui.py

# CLI aplikace
python torque_curve_generator.py

Požaduje matplotlib>=3.5.0 a openpyxl>=3.1.0. Veškerá matematika používá standardní knihovnu (math) – numpy není potřeba.

Režimy práce (záložky GUI)

Záložka „Parametry" – generování konstantní křivky

Klasický režim: definujete cílový moment, délku pracovní fáze, typ náběhu a volitelný blok. Výstupem je hladká křivka s plochou pracovní fází.

Délku pracovní fáze lze zadat jako otáčky nebo stupně – přepnutí jednotek automaticky přepočítá zadanou hodnotu (7 ot. → 2 520°, 2 520° → 7 ot.). Maximální povolený rozsah je 100 otáček (36 000°).

Záložka „Import XLSX" – reálná data z měření

Načtete Excel soubor s naměřenými hodnotami momentu (sloupec A) a úhlu (sloupec B). Aplikace:

Automaticky detekuje hlavičkový řádek
Validuje každý řádek – hlásí chybějící, nečíselné a duplicitní hodnoty
Detekuje anomálie – velké mezery v úhlové sekvenci a odlehlé hodnoty momentu (> 3σ)
Nabídne opravu – tlačítko „Odebrat odlehlé hodnoty" je aktivní při nálezu
Přidá náběh (volitelný) cílený na první hodnotu importovaných dat – plynulé napojení
Přidá blok na konci (volitelný, sdílený s oběma záložkami)
Zobrazí graf okamžitě po načtení souboru

Formát vstupního Excel souboru

Sloupec A	Sloupec B
Torque [Nm]	Angle [°]
8.23	0
7.91	5
…	…

Záhlaví je volitelné (detekuje se automaticky)
Úhly nemusí začínat od 0 – normalizace se provede automaticky
Pořadí řádků nemusí být seřazeno – data se seřadí dle úhlu

Typy náběhu

Identifikátor	Popis	Doporučené použití
`hybrid`	Exp (0–40 %) → lineární (40–80 %) → S-křivka (80–100 %)	PID regulace – výchozí volba
`exponential`	Exp náběh + sigmoid dosednutí	Tam kde záleží na rychlosti dosažení momentu
`scurve`	Čistý tanh – nejhladší průběh	Citlivé aplikace, přesná poloha
`linear`	Konstantní rychlost nárůstu	Jednoduché testovací scénáře

Směrové mapování

Motor	Směr	Znaménko
LH	CCW	+
LH	CW	−
RH	CCW	−
RH	CW	+

Kladné hodnoty momentu i úhlu = pohyb v souhlasném směru. Záporné hodnoty signalizují opačný směr otáčení.

Formát CSV (neměnný)

Torque [Nm];Angle [°]
2.50;1
5.00;2
...

Oddělovač: ;
Záhlaví: Torque [Nm];Angle [°]
Moment: 2 desetinná místa ({t:.2f})
Úhel: celé číslo ({a:.0f})
Kódování: UTF-8

Varování: Formát CSV nesmí být změněn – výstup je konzumován externími systémy.

Výstupní složka

Výchozí výstupní složka je output/ ve stejném adresáři jako skript (absolutní cesta, nezávislá na aktuálním pracovním adresáři při spuštění).

Složku lze kdykoli změnit za běhu aplikace přes sekci „Výstupní soubor" → tlačítko „Změnit…". Aplikace nově vybranou složku automaticky vytvoří, pokud neexistuje.

Při pokusu o uložení souboru se stejným názvem, který již v cílové složce existuje, aplikace zobrazí dialog „Přepsat soubor? Ano/Ne" – přepsání nenastane bez potvrzení.

API – `torque_engine`

Primární vstupní bod pro programové použití:

import torque_engine as engine

# --- Režim A: konstantní křivka ---
data = engine.generate_curve(
    target_torque=25.0,    # cílový moment [Nm]
    working_degrees=720.0, # pracovní rozsah [°] (2 otáčky)
    ramp_type="hybrid",    # typ náběhu
    ramp_degrees=50.0,     # délka náběhové fáze [°]
    end_with_block=True,   # zakončit blokem?
    block_torque=40.0,     # blokový moment [Nm]
)

# --- Režim B: reálná data z Excelu ---
imported, issues = engine.load_xlsx("mereni.xlsx")
# issues = [{"level": "warning", "message": "...", "count": 3}, ...]

data = engine.generate_curve_from_data(
    imported_data=imported, # data z load_xlsx
    ramp_type="hybrid",
    ramp_degrees=50.0,
    end_with_block=True,
    block_torque=40.0,
)

# --- Společné kroky ---
data = engine.apply_direction_mapping(data, motor_type="LH", direction="CCW")
path = engine.save_csv(data, "output/moje_krivka.csv")
stats = engine.analyze_curve(data, target_torque=25.0)

Veřejné funkce

Funkce	Popis
`generate_curve(...)`	Generuje list `(torque, angle)` dvojic – konstantní pracovní fáze
`generate_curve_from_data(...)`	Generuje křivku z importovaných reálných dat
`load_xlsx(filepath)`	Načte .xlsx, validuje, normalizuje; vrátí `(data, issues)`
`apply_direction_mapping(data, motor_type, direction)`	Aplikuje znaménko dle konvence LH/RH
`analyze_curve(data, target_torque)`	Milníky 50/90/95/98 % a hodnocení stability
`save_csv(data, filepath)`	Zapíše CSV, vytvoří složky, vrátí abs. cestu
`hybrid_ramp(angle, max_angle, target)`	Přímý přístup k náběhové funkci
`exponential_ramp(...)`	viz výše
`scurve_ramp(...)`	viz výše
`linear_ramp(...)`	viz výše

Konstanty

engine.RAMP_TYPES  # ("hybrid", "exponential", "scurve", "linear")

Přidání nového typu náběhu

Implementujte funkci se signaturou fn(angle, max_angle, target_torque) -> float v torque_engine.py
Přidejte klíč do _RAMP_FUNCTIONS ve stejném souboru
Přidejte klíč do RAMP_TYPES (tuple – zachovejte pořadí)
Přidejte popisný label do _RAMP_LABELS v torque_gui.py

GUI a CLI si nový typ náběhu vyzvednou automaticky – žádné další změny nejsou potřeba.

Přidání nové funkce do GUI

Třída TorqueCurveGeneratorGUI v torque_gui.py je organizována do sekcí:

Sekce metod	Účel
`_setup_gui()`	Sestavení layoutu včetně scrollovatelného levého panelu a záložek
`_create_torque_section()`	Záložka Parametry – konstantní křivka
`_create_import_section()`	Záložka Import XLSX – načtení a validace dat
`_create_file_section()`	Sekce výstupního souboru – název, komentář, výstupní složka
`_on_tab_changed()`	Přepínání záložek, obnovení grafu a auto-názvu
`_on_range_type_change()`	Přepnutí otáčky ↔ stupně s automatickým přepočtem hodnoty
`_on_*_change()`	Reakce na změnu ostatních widgetů
`_schedule_chart_refresh()` / `_refresh_chart_live()`	Live preview s debouncing (120 ms)
`_refresh_chart_import()`	Live preview pro import mód
`_update_chart(..., import_mode)`	Překreslení grafu (parametr `import_mode` přizpůsobí osy)
`_collect_params()`	Snímek všech GUI hodnot v hlavním vlákně – thread-safe předání do threadů
`_confirm_overwrite(filename)`	Dialog při pokusu přepsat existující soubor
`_save_csv()`	Vstupní bod exportu – větví se dle aktivní záložky
`_save_csv_thread()` / `_generate_curve_thread()`	Export konstantní křivky (vlákno)
`_save_csv_import_thread()`	Export importované křivky (vlákno)
`_load_xlsx_thread()` / `_on_xlsx_loaded()`	Načtení xlsx (vlákno) + zpracování výsledků
`_remove_outliers()`	Interaktivní odebrání odlehlých hodnot
`_browse_output_folder()`	Dialog pro výběr výstupní složky
`_sanitize_filename(text)`	Nahradí zakázané Windows znaky v názvu souboru podtržítkem

Tkinter proměnné: všechny vstupní hodnoty jsou uloženy jako tk.DoubleVar / tk.StringVar / tk.BooleanVar. Čtěte je vždy přes self._safe_get(var) – nikdy přímým .get() na DoubleVar (způsobuje TclError při neúplném vstupu).

Thread-safety: Všechny GUI hodnoty potřebné pro generování se čtou v hlavním vlákně jedinou metodou _collect_params(), která vrátí plain Python dict. Thready přijmou tento dict jako argument a nepřistupují na tk.Variable vůbec.

Struktura výstupního souboru

Příklad vygenerovaného souboru torque_LH_CCW_hybrid_25Nm_2rot.csv:

Torque [Nm];Angle [°]
0.00;0
1.23;1
...
25.00;50
25.00;51
...
40.00;771
40.00;772
40.00;773

Poslední 3 řádky jsou blokový moment (pokud je aktivní).

Příklad souboru z import módu import_LH_CCW_hybrid_mereni_vzork.csv:

Torque [Nm];Angle [°]
0.00;0
...
8.23;50
7.91;55
8.47;60
...
40.00;546
40.00;547
40.00;548

Náběhová fáze (0 → první naměřená hodnota), poté reálná naměřená data, volitelný blok.

Testování

Prozatím nejsou automatizované testy. Doporučená ruční verifikace:

# Smoke test engine vrstvy – konstantní křivka
python -c "
import torque_engine as e
d = e.generate_curve(25.0, 360.0, 'hybrid', 45.0, True, 40.0)
print(f'Bodů: {len(d)}, první: {d[0]}, poslední: {d[-1]}')
d2 = e.apply_direction_mapping(d, 'LH', 'CW')
print(f'Po mapování LH/CW: {d2[100]}')
e.save_csv(d, 'output/test_smoke.csv')
print('CSV OK')
"

# Smoke test – import xlsx
python -c "
import openpyxl, math, torque_engine as e
wb = openpyxl.Workbook(); ws = wb.active
ws.append(['Torque [Nm]', 'Angle [deg]'])
for i in range(50):
    ws.append([round(8.0 + math.sin(i * 0.4), 2), i * 5])
wb.save('output/test_import.xlsx')
data, issues = e.load_xlsx('output/test_import.xlsx')
print(f'Načteno: {len(data)} bodů, issues: {len(issues)}')
curve = e.generate_curve_from_data(data, 'hybrid', 45.0, True, 25.0)
e.save_csv(curve, 'output/test_import_out.csv')
print('Import OK')
"

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 4 Commits
.github		.github
.vscode		.vscode
.gitignore		.gitignore
.python-version		.python-version
LICENSE		LICENSE
README.md		README.md
pyproject.toml		pyproject.toml
requirements.txt		requirements.txt
torque_curve_generator.py		torque_curve_generator.py
torque_engine.py		torque_engine.py
torque_gui.py		torque_gui.py
uv.lock		uv.lock

Navigation Menu

Repository files navigation

Torque Curve Generator

Architektura

Rychlý start

Varianta A – UV (doporučeno)

Varianta B – pip (bez UV)

Režimy práce (záložky GUI)

Záložka „Parametry" – generování konstantní křivky

Záložka „Import XLSX" – reálná data z měření

Formát vstupního Excel souboru

Typy náběhu

Směrové mapování

Formát CSV (neměnný)

Výstupní složka

API – `torque_engine`

Veřejné funkce

Konstanty

Přidání nového typu náběhu

Přidání nové funkce do GUI

Struktura výstupního souboru

Testování

About

Releases

Packages

Contributors

Languages

Folders and files

Latest commit

History

Repository files navigation

Torque Curve Generator

Architektura

Rychlý start

Varianta A – UV (doporučeno)

Varianta B – pip (bez UV)

Režimy práce (záložky GUI)

Záložka „Parametry" – generování konstantní křivky

Záložka „Import XLSX" – reálná data z měření

Formát vstupního Excel souboru

Typy náběhu

Směrové mapování

Formát CSV (neměnný)

Výstupní složka

API – torque_engine

Veřejné funkce

Konstanty

Přidání nového typu náběhu

Přidání nové funkce do GUI

Struktura výstupního souboru

Testování

About

Resources

Stars

Watchers

Forks

Releases

Packages

Contributors

Languages

API – `torque_engine`