[发明专利]具有动态容错要求的系统的协调多模式分配和运行时切换

说明书

一种基于最小化利用率来动态地重新分配控制器功能的方法。基于功能和操作模式生成查找表。查找表中的每个条目包括在相应的操作模式中的相应功能所需的执行次数。基于用于相应操作模式的条目的功能的执行次数来分配用于向控制器执行的功能。在每个操作模式下，为每个控制器确定利用率；比较每个控制器的各种操作模式的利用率；识别不同操作模式的控制器之间的匹配利用率。通过在相应的操作模式中切换不同控制器之间的一组预先分配的功能来协调控制器中功能执行的多模式重新分配，以降低至少一个控制器的利用率。

技术领域

本发明涉及容错控制系统。

背景技术

提供安全功能的系统通常利用冗余控制器通过关闭已经发生故障或失效的功能来确保安全。这种系统被称为故障沉默系统。如果检测到故障，则关闭对特征的控制，并且该特征将不再在系统中操作。

一些系统尝试使用故障操作系统来实现控制系统，其中使用附加的控制器来确保在一段时间内可以持续安全的操作，例如双双工控制器。如果第一个控制器出现故障并且故障沉默，则第二个控制器将被激活，所有的执行器都将切换到依赖于第二个控制器的请求。由于控制器必须根据运行的临界功能执行不同的功能和冗余，所以需要有效利用控制器，因为执行这些功能所需的备用控制器的功能和数量都取决于每个控制器内相应功能的冗余模式。

发明内容

本发明的一个优点是基于控制器内执行的模式要求来重新配置功能。系统架构模式和切换协议适用于具有混合的和动态冗余要求的故障操作应用。成本效率是通过在运行时改变资源使用情况而实现的，这取决于操作模式的冗余需要。控制器整合是在子系统上实现的，从而实现低成本架构。

本发明设想了一种基于最小化利用率来重新分配控制器功能的方法。基于功能和操作模式生成查找表。查找表中的每个条目包括在相应的操作模式中相应功能所需的执行次数。基于在各相应操作模式下的功能所需的执行次数，将执行功能分配给控制器。每个控制器被指定为每个功能的主状态、备用状态或不执行状态之一。在每个操作模式下，为每个控制器确定利用率。在每个操作模式期间确定每个控制器的最小利用率。比较每个控制器的各种操作模式的利用率。识别不同操作模式的控制器之间的匹配利用率。通过在相应的操作模式中切换不同控制器之间的一组预先分配的功能来在控制器中协调功能执行的多模式重新分配，以降低至少一个控制器的利用率。

附图说明

图1是示例性集成控制系统的架构框图。

图2示出了基于操作模式的控制器配置。

图3示出了基于操作模式来识别每个功能的控制器状态模式的查找表。

图4示出了基于操作模式转换到新的状态模式的流程图。

图5示出了基于操作模式和利用率的控制器配置。

图6示出了基于协调利用率的控制器重新分配。

图7示出了用于协调运行时切换的多模式分配的方法的流程图。

具体实施方式

以下具体实施方式在理解本发明实施例的主题方面意味着是说明性的并不旨在限制本发明主题的实施例或这些实施例的用途。术语“示例性”的任何使用旨在被解释为“用作示例、例证或说明”。本文中阐述的实现是示例性的并不意味着要被理解为比其他实现优选或有利。本文中的描述并不意味着受前面背景技术、详细描述或描述、简要概括或以下具体实施方式中给出的任何明示或暗示的理论的限制。