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龙图腾网恭喜福州大学申请的专利基于多层网络的工业系统切换控制能耗优化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：CN119535998B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08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：202510108996.6，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权基于多层网络的工业系统切换控制能耗优化方法是由黄捷;王一冰;黄景丽;赵婷婷设计研发完成，并于2025-01-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于多层网络的工业系统切换控制能耗优化方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于多层网络的工业系统切换控制能耗优化方法，包括以下步骤：S1:收集工业系统各层级的数据信息并构建节点，构建工业系统的多层网络结构；S2:基于工业系统的多层网络结构，构建控制器实现网络层之间通信的同步；S3:计算控制器消耗的能量，确定能量消耗的上界，对多层网络同步能量消耗进行分析；S4:根据多层网络同步能量消耗分析结果，优化多层网络内的能量成本。本发明能有效优化多层网络的能耗管理，提高网络运行效率和整体能效，确保网络性能和服务质量。

本发明授权基于多层网络的工业系统切换控制能耗优化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于多层网络的工业系统切换控制能耗优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:收集工业系统各层级的数据信息并构建节点，构建工业系统的多层网络结构；所述工业系统包括但不限于企业层、监督层、控制层、现场总线层以及各层的数据信息，在企业层，收集业务与生产调度数据；监督层获取实时监控与操作员指令信息；控制层中，收集控制器提供设备运行状态和控制逻辑数据；现场总线层则聚焦于传感器、执行器末端设备的即时数据；S2:基于工业系统的多层网络结构，构建控制器实现网络层之间通信的同步；S3:计算控制器消耗的能量，确定能量消耗的上界，对多层网络同步能量消耗进行分析；S4:根据多层网络同步能量消耗分析结果，优化多层网络内的能量成本；所述S2具体为：定义第个节点的同步误差： ；其中，表示在时间时，第个节点的状态与参考节点状态之间的差异；建立一种不考虑层数对工业系统影响的固定时间控制器： ；其中，是第个节点的控制增益，是控制器的可调参数，为正整数，是控制器的控制周期，是符号函数，所述控制器在一个周期下，和是大于零的参数，会在周期区间内进行切换；建立考虑层数对工业系统影响的固定时间控制器： ；其中是第层内第个节点的控制增益，是节点数量;建立不考虑层数对能量消耗影响的固定时间控制器： ；其中，是达到固定时间同步所需要的时间，是预设时间同步所需要的时间；考虑层数对能量消耗影响的预设时间控制器设计如下： ；其中，是达到固定时间同步所需要的时间,是网络的层数；S3具体为：对控制器的能量进行分析，控制器能量消耗： ；其中是控制器消耗的能量，是达到同步所需要的时间，式（9）表示在完成同步的时间段内控制器所消耗的能量；在公式5的固定时间控制器下，控制器的能量消耗估计为： ；其中，是实际控制器的能量消耗，表示最小能量成本，是优化后的参数,是控制增益之和；接下来将分析多层网络中能量消耗与层数之间的关系；在固定时间控制器下，控制器的能量消耗估计为： ；其中是实际控制器的能量消耗，代表控制器最小的能量消耗，优化后的参数，是比较所有层下的特定量中取的最大值；定义函数： ；通过对函数优化求最小值，可得网络层数，层数就是网络层数优化的目标值；是网络的节点数；该控制器的能量消耗估计为： 式中，是实际控制器的能量消耗,是中间变量,是大于零的中间变量，是控制增益之和，是中间变量，是中间变量，是预设的时间；对能量消耗进行优化，当满足条件： ；其中，是中间变量，此时的能量消耗达到最小；分析多层网络中预设时间控制的能量消耗与层数之间的关系：在预设时间控制器下，该控制器的能量消耗估计为： ；其中是达到固定时间同步所需要的时间，是大于零的参数，是预设的时间且，是中间变量，是中间变量，是中间变量。

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