CN109139524A - 一种风机调速的方法、装置及存储介质 - Google Patents

一种风机调速的方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风机调速的方法、装置及存储介质，属于风机控制技术领域。所述方法包括：在PID调速的周期中，获取前一时刻风机的转速增量；根据采样点当前时刻的温度值与前一时刻温度值的差值调整所述转速增量，调整后的转速增量即为所述风机当前时刻的转速增量。采用本发明，针对温升快慢的不同情景，对应不同PWM调速增量，可抑制过调速现象；对应风机调速增量应降低的场景，制定相应调速策略，恢复或保持PWM增量值，可利于设备及时散热，并减小功耗。

Description

一种风机调速的方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及风机控制技术领域，尤其涉及一种风机调速的方法、装置及存储介质。
背景技术
比例-积分-微分(proportion-integral-derivative)算法广泛应用于工业自动控制领域等基本线性或动态特性不随时间变化的***。
请参阅图1，是PID算法的示意图。图中，Setpoiont是输入的设定值，output是***的实际输出值，process是被控制对象，输入的设定值与实际输出值之间存在偏差Error。PID算法，就是将偏差的比例P、积分I和微分D通过线性组合，构成控制量，用这一控制量对被控制对象进行控制。
PID是典型的反馈回路，由比例系数、积分时间常数、微分时间常数组成。PID控制器分为位置型和增量型两种，应用于风机调速领域，通常采用增量型控制。具体实现方式是：
PID算法输入某一时刻的传感器测量温度值，并比较与目标温度值之间的差异，经过PID运算，脉宽调制(PWM，Pulse Width Modulation，PWM)输出风机的增量幅度值。但是采用现有技术的这种风机调速方法，容易发生过调速，浪费电力消耗。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无线信道配置方法、装置及***，以解决现有技术无线信道的分配方式不能根据实际需求调整无线信道的分配的问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
根据本发明的第一个方面，提供一种风机调速的方法，所述方法包括：
在PID调速的周期中，获取前一时刻风机的转速增量；
根据采样点当前时刻的温度值与前一时刻温度值的差值调整所述转速增量，调整后的转速增量即为所述风机当前时刻的转速增量。
优选的，所述获取前一时刻风机的转速增量之前，所述方法还包括：
获取所述采样点当前时刻温度值与目标温度值只差作为PID算法输入；
根据采样周期T、比例系数KP、积分时间常数TI、微分时间常数TD参数，计算所述风机的转速增量；
其中，所述风机为PWM控速风机，所述转速增量输出为PWM占空比。
优选的，所述根据采样点当前时刻的温度值与前一时刻温度值的差值调整所述转速增量，包括：
计算所述采样点当前时刻温度值与前一时刻温度值的差值；
若所述差值大于或等于B，则提升前一时刻的转速增量PWMT0为PWMTT，提升幅度为C；
若所述差值大于或等于D且小于B，则提升PWMT0为PWMTT，提升幅度为E；
若所述差值小于D，则降低PWMT0为PWMTT，降低幅度为F；
其中，PWMT0为前一时刻的转速增量，PWMTT为调整后的转速增量，B和D为预设温度差值，C、E、F为预设PWM调整量，其中C≥E。
优选的，所述若所述差值小于，则降低PWMT0为PWMTT之后，所述方法还包括：
在T1至T2时刻保持所述风机的PWM不做调整，所述T2时刻为T1延迟G秒后的时刻；
T0至T1时刻之间的整机的输入功耗曲线均值PT1以及T1至T2时刻之间整机的输入功耗曲线均值PT2；
计算PT2与PT1的差值；
若PT2与PT1的差值大于或等于，恢复所述风机的PWM为PWMT0；
若PT2与PT1的差值小于H，维持所述风机的PWM为PWMTT；
其中，所述H为预设阈值。
优选的，若存在多个采样点，则分别对各采样点的采样温度进行比较，并取最大值。
根据本发明的第二个方面，提供一种风机调速的装置，所述装置包括：
获取模块，用于在PID调速的周期中，获取前一时刻风机的转速增量；
调整模块，用于根据采样点当前时刻的温度值与前一时刻温度值的差值调整所述转速增量，调整后的转速增量即为所述风机当前时刻的转速增量。
优选的，所述装置还包括：
温度采集模块，用于获取所述采样点当前时刻温度值与目标温度值只差作为PID算法输入；
PID算法模块，用于根据采样周期T、比例系数KP、积分时间常数TI、微分时间常数TD参数，计算所述风机的转速增量；
其中，所述风机为PWM控速风机，所述转速增量输出为PWM占空比。
优选的，所述调整模块包括：
第一计算子模块，用于计算所述采样点当前时刻温度值与前一时刻温度值的差值；
调整子模块，用于在所述差值大于或等于B，则提升前一时刻的转速增量时，提升前一时刻的转速增量PWMT0为PWMTT，提升幅度为C，或者用于在所述差值大于或等于D且小于时，提升PWMT0为PWMTT，提升幅度为E，或者用于在若所述差值小于时，降低PWMT0为PWMTT，降低幅度为F；
其中，PWMT0为前一时刻的转速增量，PWMTT为T1时刻调整后的转速增量，B和D为预设温度差值，C、E、F为预设PWM调整量，其中C≥E。
优选的，所述调整模块还包括保持子模块、输入功耗曲线均值获取子模块及第二计算子模块：
所述保持子模块，还用于当所述差值小于D时，在T1至T2时刻保持所述风机的PWM不做调整，所述T2时刻为T1延迟G秒后的时刻；
所述输入功耗曲线均值获取子模块，用于获取T0至T1时刻之间的整机的输入功耗曲线均值PT1以及T1至T2时刻之间整机的输入功耗曲线均值PT2；
所述第二计算子模块，还用于计算PT2与PT1的差值；
所述调整子模块，还用于在PT2与PT1的差值大于或等于H时，恢复所述风机的PWM为PWMT0，或者用于在PT2与PT1的差值小于H时，维持所述风机的PWM为PWMTT；
其中，所述H为预设阈值。
优选的，所述温度采集模块，还用于在存在多个采样点时，分别对各采样点的采样温度进行比较，并取最大值。
根据本发明的第三个方面，提供一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如第一方面所述的步骤。
本发明实施例一种风机调速的方法、装置及存储介质，能够针对温升快慢的不同情景，对应不同PWM调速增量，可抑制过调速现象；对应风机调速增量应降低的场景，制定相应调速策略，恢复或保持PWM增量值，可利于设备及时散热，并减小功耗。
附图说明
图1为是PID算法的示意图；
图2为本发明实施例一提供一种风机调速的方法的流程图；
图3为本发明实施例一中的方法在云基础设备的风机调速上的应用的方法的流程图；
图4为本发明实施例二提供的一种风机调速的装置的模块结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例一提供了一种风机调速的方法，请参阅图2，该方法包括：
S201、在PID调速的周期中，获取前一时刻风机的转速增量；
S202、根据采样点当前时刻的温度值与前一时刻温度值的差值调整该转速增量，调整后的转速增量即为所述风机当前时刻的转速增量。
实际应用中，采样点是指需要进行温度控制的关键器件，比如服务器的中央处理器(CPU，Central Processing Unit，CPU)、主要芯片等。
在一个可行的方案中，步骤S201之前，该方法还包括如下步骤：
获取该采样点当前时刻温度值与目标温度值只差作为PID算法输入；
根据采样周期T、比例系数KP、积分时间常数TI、微分时间常数TD参数，计算该风机的转速增量；
其中，该风机为PWM控速风机，该转速增量输出为PWM占空比
实际应用中，可以取设备关键器件T时刻温度值与目标温度值之差△t作为PID算法输入。如设备上有多个芯片，则读取全部芯片的温差值，调用相应芯片在***中对应的采样周期T、比例系数KP、积分时间常数TI、微分时间常数TD参数，获得风机转速应该变化的量，并取所有芯片计算的风机转速增加量最大值进行调节，输出值即为风机转速增量。对于PWM控速的风机，此值为占空比，该占空比从0到100％duty划分了255份。为描述方便，本发明将该转速增量简称为PWM。
在一个可选的方案中，步骤S202包括：
计算CT1-CT0的差值；
若CT1-CT0≥B，则提升PWMT0为PWMTT，提升幅度为C；
若D≤CT1-CT0＜B，则提升PWMT0为PWMTT，提升幅度为E；
若CT1-CT0＜D，则降低PWMT0为PWMTT，降低幅度为F；
其中，CT1为该采样点当前时刻T1的温度，CT2为该采样点前一时刻T0的温度，PWMT0为前一时刻的转速增量，PWMTT为调整后的转速增量，B和D为预设温度差值，C、E、F为预设的PWM调整量，其中C≥E。
实际应用中，若CT1-CT0＜D，则降低PWMT0为PWMTT之后，该方法还包括：
在T1至T2时刻保持该风机的PWM不做调整，该T2时刻为T1延迟G秒后的时刻；
T0至T1时刻之间的整机的输入功耗曲线均值PT1以及T1至T2时刻之间整机的输入功耗曲线均值PT2；
计算PT2与PT1的差值；
若PT2-PT1≥H，恢复该风机的PWM为PWMT0；
若PT2-PT1＜H，维持该风机的PWM为PWMTT。
在一个可行的方案中，若存在多个采样点，则分别对各采样点的采样温度进行比较，并取最大值。
实际应用中，当关键器件温度急剧提升时(CT1-CT0≥B)，则提升风机PWM增量；当温度缓缓慢上升时(D≤CT1-CT0＜B)，则提升风机PWM增量；当温度稳定时(CT1-CT0＜D)，则降低风机PWM，特别是在降低PWM时，如果设备整机功耗不降低，则可以恢复前一组的高PWM值；如降低PWM时，设备整机功耗不降低，则可以保持当前PWM增量值。这样，就可以实现针对温升快慢的不同情景，对应不同PWM调速增量，可抑制过调速现象；对应风机调速增量应降低的场景，制定相应调速策略，恢复或保持PWM增量值，可利于设备及时散热，并减小功耗。
下面以本实施例在云基础设备的风机调速上的应用为例对本发明进行详细的说明，该场景中，假设已经预先需要预设的数据进行了配置，包括调整周期、采样周期、延时时间、温度差值区间范围、整机输入功耗曲线均值差值的预设阈值等，PWM调整量等。请参阅图3，方法流程包括：
S301、获取T0时刻的CPU温度值CT0及PWMT0；
具体的，如果CPU存在多个温度值，CT0应取最大值。
S302、延迟A秒后，获取T1时刻CPU温度值CT1，获取并计算T0～T1时刻整机输入功耗曲线均值PT1。
实际应用中，可以按照如下公式计算整机输入功耗曲线均值：
其中P(t)为t时刻的整机输入功耗。
S303、计算计算PT2与PT1的差值，并判断该差值的取值区间，若CT1-CT0≥B，则执行步骤S304，若D≤CT1-CT0＜B，则执行步骤S305，若CT1-CT0＜D，执行步骤S306。
S304、提升风机的PWMT0，提升幅度为C，提升后的转速增量为PWMTT，继续执行步骤S301。
实际应用中，可以对每次获取的温度值、转速增量等相关数据进行记录。
S305、提升编号风机的PWMT0，提升幅度为E，提升后的转速增量为PWMTT。
S306、降低编号风机的PWM，降低幅度为F，降低后的转速增量为PWMTT，执行步骤S307。
S307、从T1时刻开始延迟G秒，并保持风机PWM不作调整。
S308、延迟G秒后，获取T2时刻CPU温度值CT2，获取并计算T1～T2时刻整机输入功耗曲线均值PT2。
具体的，T1～T2时刻整机输入功耗曲线均值可用如下公式计算：
S309、计算并判断PT2-PT1的差值是否大于或等于H，若是，执行步骤S310，否则，执行步骤S311。
S310、恢复风机的PWM为PWMT0。
具体的，如果PT2-PT1≥H，则说明降低PWM时功耗不降低，此时可以恢复风机的PWM为PWMT0。
S311、维持风机的PWM为PWMTT。
若PT2-PT1＜H，则说明降低PWM时功耗也降低了，此时，可以维持风机的PWM仍为PWMTT。
以上步骤为风机一个完整调速周期内的调速策略，风机运行调速过程中可以在每一个调速周期中重复这一过程。
需要说明的是，上述A、B、C、D、E、F、G、H，均可以在实际应用中，根据实际需要进行合理设置。
由上述场景可以看出，本实施例方法在满足云基础设备风机PID基本调速策略的同时，相对于背景技术中的经典PID调速方案可以提升兼容性上的局限，在保证既有调速策略的同时，使风机组工作于更合理的调速区间，不仅可以更好的符合噪声要求，也更有利于整机散热，间接提升风机组使用寿命。本发明将CPU温升对应的风机组提速策略及CPU温度较稳定时的降速策略一起作为风机的调速依据，可适应设备长期稳定工作的要求。
在上述实施例的基础上，本发明实施例二提供了一种风机调速的装置，请参阅图4，该装置包括：
获取模块401，用于在PID调速的周期中，获取前一时刻风机的转速增量；
调整模块402，用于根据采样点当前时刻的温度值与前一时刻温度值的差值调整该转速增量。
实际应用中，采样点是指需要进行温度控制的关键器件，比如服务器的中央处理器(CPU，Central Processing Unit，CPU)、主要芯片等。
在一个可行的方案中，该装置还包括：
温度采集模块，用于获取该采样点当前时刻温度值与目标温度值只差作为PID算法输入；
PID算法模块，用于根据采样周期T、比例系数KP、积分时间常数TI、微分时间常数TD参数，计算该风机的转速增量；
其中，该风机为PWM控速风机，该转速增量输出为PWM占空比。
实际应用中，可以取设备关键器件T时刻温度值与目标温度值之差△t作为PID算法输入。如设备上有多个芯片，则读取全部芯片的温差值，调用相应芯片在***中对应的采样周期T、比例系数KP、积分时间常数TI、微分时间常数TD参数，获得风机转速应该变化的量，并取所有芯片计算的风机转速增加量最大值进行调节，输出值即为风机转速增量。对于PWM控速的风机，此值为占空比，该占空比从0到100％duty划分了255份。
在一个可行的方案中，该调整模块402包括：
第一计算子模块，用于计算CT1-CT0的差值；
调整子模块，用于在若CT1-CT0≥B时，提升PWMT0为PWMTT，提升幅度为C，或者用于在D≤CT1-CT0＜B时，提升PWMT0为PWMTT，提升幅度为E，或者用于在若CT1-CT0＜D时，降低PWMT0为PWMTT，降低幅度为F；
其中，CT1为该采样点当前时刻T1的温度，CT2为该采样点前一时刻T0的温度，PWMT0为前一时刻的转速增量，PWMTT为调整后的转速增量，B和D为预设温度差值，C、E、F为预设PWM调整量，其中C≥E。
在一个可行的方案中，该调整模块402还包括保持子模块、输入功耗曲线均值获取子模块及第二计算子模块：
该保持子模块，还用于在T1至T2时刻保持该风机的PWM不做调整，该T2时刻为T1延迟G秒后的时刻；
该输入功耗曲线均值获取子模块，用于获取T0至T1时刻之间的整机的输入功耗曲线均值PT1以及T1至T2时刻之间整机的输入功耗曲线均值PT2；
该第二计算子模块，还用于计算PT2与PT1的差值；
该调整子模块，还用于在PT2-PT1≥H时，恢复该风机的PWM为PWMT0，或者用于在PT2-PT1＜H时，维持该风机的PWM为PWMTT。
在一个可行的方案中，该温度采集模块，还用于在存在多个采样点时，分别对各采样点的采样温度进行比较，并取最大值。
本实施例的风机调速的装置，针对温升快慢的不同情景，对应不同PWM调速增量，可抑制过调速现象；对应风机调速增量应降低的场景，制定相应调速策略，恢复或保持PWM增量值，可利于设备及时散热，并减小功耗。
在前述实施例的基础上，本发明实施例三提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，在该程序运行时控制该存储介质所在设备执行如实施例一该的操作。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。

Claims (11)

1.一种风机调速的方法，其特征在于，所述方法包括：
在比例-积分-微分PID调速的周期中，获取前一时刻风机的转速增量；
根据采样点当前时刻的温度值与前一时刻温度值的差值调整所述转速增量，调整后的转速增量即为所述风机当前时刻的转速增量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取前一时刻风机的转速增量之前，所述方法还包括：
获取所述采样点当前时刻温度值与目标温度值只差作为PID算法输入；
根据采样周期T、比例系数KP、积分时间常数TI、微分时间常数TD参数，计算所述风机的转速增量；
其中，所述风机为脉宽调制PWM控速风机，所述转速增量输出为PWM占空比。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据采样点当前时刻的温度值与前一时刻温度值的差值调整所述转速增量，包括：
计算所述采样点当前时刻温度值与前一时刻温度值的差值；
若所述差值大于或等于B，则提升前一时刻的转速增量PWMT0为PWMTT，提升幅度为C；
若所述差值大于或等于D且小于B，则提升PWMT0为PWMTT，提升幅度为E；
若所述差值小于D，则降低PWMT0为PWMTT，降低幅度为F；
其中，PWMT0为前一时刻的转速增量，PWMTT为T1时刻调整后的转速增量，B和D为预设温度差值，C、E、F为预设PWM调整量，其中C≥E。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述若所述差值小于D，则降低PWMT0为PWMTT之后，所述方法还包括：
在T1至T2时刻保持所述风机的PWM不做调整，所述T2时刻为T1延迟G秒后的时刻；
T0至T1时刻之间的整机的输入功耗曲线均值PT1以及T1至T2时刻之间整机的输入功耗曲线均值PT2；
计算PT2与PT1的差值；
若P T2与P T1的差值大于或等于H，恢复所述风机的PWM为PWMT0；
若PT2与PT1的差值小于H，维持所述风机的PWM为PWMTT；
其中，所述H为预设阈值。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，若存在多个采样点，则分别对各采样点的采样温度进行比较，并取最大值。
6.一种风机调速的装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于在PID调速的周期中，获取前一时刻风机的转速增量；
调整模块，用于根据采样点当前时刻的温度值与前一时刻温度值的差值调整所述转速增量，调整后的转速增量即为所述风机当前时刻的转速增量。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
温度采集模块，用于获取所述采样点当前时刻温度值与目标温度值只差作为PID算法输入；
PID算法模块，用于根据采样周期T、比例系数KP、积分时间常数TI、微分时间常数TD参数，计算所述风机的转速增量；
其中，所述风机为PWM控速风机，所述转速增量输出为PWM占空比。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述调整模块包括：
第一计算子模块，用于计算所述采样点当前时刻温度值与前一时刻温度值的差值；
调整子模块，用于在所述差值大于或等于B，则提升前一时刻的转速增量时，提升前一时刻的转速增量PWMT0为PWMTT，提升幅度为C，或者用于在所述差值大于或等于D且小于时，提升PWMT0为PWMTT，提升幅度为E，或者用于在若所述差值小于时，降低PWMT0为PWMTT，降低幅度为F；
其中，PWMT0为前一时刻的转速增量，PWMTT为T1时刻调整后的转速增量，B和D为预设温度差值，C、E、F为预设PWM调整量，其中C≥E。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述调整模块还包括保持子模块、输入功耗曲线均值获取子模块及第二计算子模块：
所述保持子模块，还用于当所述差值小于D时，在T1至T2时刻保持所述风机的PWM不做调整，所述T2时刻为T1延迟G秒后的时刻；
所述输入功耗曲线均值获取子模块，用于获取T0至T1时刻之间的整机的输入功耗曲线均值PT1以及T1至T2时刻之间整机的输入功耗曲线均值PT2；
所述第二计算子模块，还用于计算PT2与PT1的差值；
所述调整子模块，还用于在PT2与PT1的差值大于或等于H时，恢复所述风机的PWM为PWMT0，或者用于在PT2与PT1的差值小于H时，维持所述风机的PWM为PWMTT；
其中，所述H为预设阈值。
10.如权利要求6至9任一项所述的方法，其特征在于，所述温度采集模块，还用于在存在多个采样点时，分别对各采样点的采样温度进行比较，并取最大值。
11.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1-5任一项所述的步骤。
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