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龙图腾网获悉北京化工大学申请的专利一种基于优先级动态调整和状态映射的多控制器循环冗余切换方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116700202B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310435748.3，技术领域涉及：G05B23/02；该发明授权一种基于优先级动态调整和状态映射的多控制器循环冗余切换方法是由王瑶;袁绍社;张进杰;赵得赓设计研发完成，并于2023-04-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于优先级动态调整和状态映射的多控制器循环冗余切换方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于优先级动态调整和状态映射的多控制器循环冗余切换方法，以解决现有的冗余控制系统不能很好的满足工业生产的需求的问题。该方法包括:第一步控制器正常或故障状态判断；第二步控制器故障后的优先级动态调整；第三步基于控制器优先级实现故障控制器的动态冗余切换。提出的一种基于优先级动态调整和状态映射的多控制器循环冗余切换方法可以很好的适应工业生产的需求，实现了优先级动态调整和多个控制器复合故障下的冗余切换，有效解决了执行器故障后依然保持高优先级的问题，并保证故障修复后的控制器能够再次接入系统，提高了生产和操作的持续性和稳定性。

本发明授权一种基于优先级动态调整和状态映射的多控制器循环冗余切换方法在权利要求书中公布了：1.一种基于优先级动态调整和状态映射的多控制器循环冗余切换方法，其特征在于： 第一步，控制器正常或故障状态判断： 1n个控制器，m个执行器，其中n≥m，即有n-m个控制器冗余；控制器的物理序号矩阵其中ai表示第i个控制器，i＝1，2，...，n，控制器的物理序号由其安装位置决定；控制器状态矩阵 其中bi表示物理序号为ai的控制器的状态值，bi＝1表示控制器ai正常，状态值bi＝0表示控制器ai故障；对每个控制器进行实时状态判断，并根据判断结果对状态矩阵B实时更新，更新步骤如下： I控制器ai的输入信号为αi，输出信号为βi，控制器ai的输入信号αi经反馈电路作用生成反馈信号γi，由远程监测系统同步采集控制器ai的输入和反馈信号； II考虑到信号在传输过程中会存在延迟，采用等间隔独立三次测量的三取二逻辑判断方式判断控制器状态；设定采集时间间隔为Δt，连续采集三次输入信号和反馈信号组成逻辑矩阵其中上标j＝1，2，3表示三次采集到信号的先后次序，表示采集的输入信号和反馈信号为高电平，表示采集的输入信号和反馈信号为低电平； III对矩阵Ci的第一列和第二列进行同或运算，即其中☉表示同或运算，判断矩阵根据运算结果求判断矩阵Di所有元素之和X≥2则判定控制器ai正常，令状态值bi＝1；X2则判定控制器ai故障，令状态值bi＝0； 2重复上述步骤I、II、III对每个控制器都进行状态判断，得到n个控制器的状态值，并更新状态矩阵B； 第二步，控制器故障后的优先级动态调整： 1控制器的优先级矩阵ei表示控制器ai的优先级，ei∈{1，2，3，...，n}，∈为包含关系符，即集合{1，2，3，...，n}包含ei，ei＝1表示控制器ai的优先级最高，ei＝n表示控制器ai的优先级最低，控制器优先级越高表示越优先与负载相连，且有其中符号表示任取，表示存在；控制器初次安装时，其初始优先级由控制器物理序号映射决定，即初次安装的控制器对应的优先级为控制器优先级调整矩阵 2求矩阵F第一列的元素之和Y，即正常控制器的个数Y≥m则通过动态开关的切换，使得正常的热备控制器替换全部故障的工作控制器；Y＜m则无法通过动态开关的切换替换全部故障的工作控制器，远程监测系统报警； 3Y≥m，则按照如下步骤进行每个控制器优先级的动态调整： I控制器ai的状态值bi＝1，则所有控制器的优先级不变； II控制器ai的状态值bi＝0，则优先级高于ei的控制器优先级不变，优先级低于ei的控制器优先级各升一级，控制器ai的优先级降为n； 4按照物理序号从a1→an依次轮询每个控制器的状态值bi，重复步骤I、II完成n个控制器的优先级动态调整，并更新矩阵F； 第三步，基于控制器优先级实现故障控制器的动态冗余切换： 1执行器的物理序号矩阵其中zl表示第l个执行器，l＝1，2，...，m，控制器与执行器的连接矩阵H＝n个控制器 hil＝1表示控制器ai与执行器zl相连接，hil＝0表示控制器ai不与执行器zil相连接； 2Y≥m则通过动态开关的切换，使得正常的热备控制器替换全部故障的工作控制器，步骤如下： I状态矩阵B依次和连接矩阵H的每一列对应相乘，得到状态更新后的连接矩阵H0，求H0矩阵的所有元素之和连接矩阵H0和优先级矩阵E组成增广矩阵 在增广矩阵中检索第1列到第m列数值为1的元素，并删除元素1所对应的行和列，得到缩减矩阵按照矩阵中每行所对应的优先级大小筛选出优先级前m-k行，组成局部连接矩阵 II将矩阵的主对角线元素赋值为1其余元素不变，得更新后的局部连接矩阵中元素1所对应行的控制器与所对应列的执行器通过动态开关的切换完成连接； III将矩阵中的元素根据对应行和列的位置关系依次替换矩阵H中的相应元素，更新矩阵H； 3将故障控制器维修或者更换之后，接入系统再次进行控制器状态判断，并更新状态矩阵B，根据更新后的状态矩阵再次调整控制器优先级，并更新优先级矩阵E； 4全信息矩阵G＝H|BE，全信息矩阵G包含了每个控制器与执行器的连接情况，每个控制器的状态和优先级大小；新接入的控制器和其他控制器一样实时进行状态判断，当控制器再次出现故障后再进行第二步和第三步的操作，如此循环往复，保证控制系统正常运行。

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