一種基于PID算法應用于SmartRack機柜的風扇調控方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及服務器的風扇調控技術領域，具體涉及一種基于PID算法應用于SmartRack機柜的風扇調控方法。
【背景技術】
[0002]隨著云計算、大數據等新型技術的發(fā)展，對數據存儲的帶寬和容量要求越來越高，處理器的運算速度與運算量也越來越大，導致內存、硬盤等各個元器件的溫度也不斷飆升，電子器件的散熱成為目前一個相當灼手的問題，而且現在社會對功耗的要求也越來越低，節(jié)能是目前的一個主流趨勢。如何能有效的降低各個電子元器件的溫度過高而且降低風扇墻的功耗成為急需解決的技術問題。傳統(tǒng)的風扇轉速控制采用一種線性差值的調控方法。這個方法是:首先偵測幾個典型溫度點的風扇轉速，當實際溫度在兩個典型溫度點內時，該溫度的轉速根據落在的兩個典型溫度點的轉速，采用線性差值的方法來計算相應的轉速，傳輸給R M C來控制風扇轉速。該方法的不足之處是風扇轉速會高于實際轉速需求，而且會出現風扇轉速突然飆升，造成明顯的聲噪以及功耗損失。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的技術任務是針對現有技術的不足，提供一種基于PID算法應用于SmartRack機柜的風扇調控方法。本方法基于一種先進的PID算法來計算輸出相應的轉速，通過這種算法計算出的風扇轉速，既保證了各個元器件溫度在要求的閥值之內，也降低了功耗、減小了噪音。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種基于PID算法應用于Smart Rack機柜的風扇調控方法，通過調整PID三個參數的值來調節(jié)風扇轉速的變化趨勢，從而實現風扇的高效調節(jié)，在不斷地優(yōu)化三個參數的過程中，用最終選出一組最優(yōu)的數來設定，這樣能夠使各電子器件在溫度發(fā)生超越閥值的變化時，風扇能做出快速響應，從而使他們的溫度的穩(wěn)定在安全值內，減少元器件在高溫狀態(tài)下的運行時間，從而減小對電子造成的損耗，延長使用壽命。
[0005]PID調速中，P代表的是比例項，I代表的是積分項，D代表的是微分項；P值可以實現風扇轉速快速的變化，I值可以減小穩(wěn)定誤差，D值能夠增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，預防轉速的突變，增強瞬態(tài)響應。
[0006]在調節(jié)PI D這三個值時要遵循四象限原則:即以電子元器件溫度穩(wěn)定時間為橫坐標，以電子元器件的溫度值為縱坐標軸組成的坐標系，當落在第一象限內時，通過調節(jié)PI值使風扇轉速增加，D值會使風扇轉速降低；當落在第二象限時，通過P I這兩個參數使風扇轉速降低，D值來增加風扇轉速;當落在第三象限內時，通過P I值降低風扇轉速，D值增加風扇轉速;當落在第四象限內時，通過P ID這三個參數來增加風扇轉速。
[0007]當電子元器件溫度高于對應的閥值時，通過PI兩個參數來增加風扇轉速，當電子元器件的溫度低于設定的閥值時，通過P I這兩個參數值來降低風扇轉速，D值的特性是試圖扭轉電子元器件溫度的變化。即當電子元器件的溫度增加時，D值試圖通增加風扇轉速來降低溫度，當溫度下降時，D值試圖降低風扇轉速來增加溫度。
[0008]本發(fā)明的一種基于PID算法應用于Smart Rack機柜的風扇調控方法與現有技術相比，所產生的有益效果是，本發(fā)明在系統(tǒng)易用性方面提出了靈活的配置機制，即用于不同的機型時整體的采集判斷程序不需要變動，只需要在系統(tǒng)內調節(jié)P I D這三個參數的設置值就可以使其適用于該機器，完成最優(yōu)化的風扇調控。
【附圖說明】
[0009]圖1是PID調速拓撲圖；
圖2是溫度控制點說明；
圖3是風扇調速邏輯控制流程圖；
圖4是設置P I D三個參數的四象限原則。
【具體實施方式】
[00?0]下面結合附圖對本發(fā)明的一種基于PID算法應用于Smart Rack機柜的風扇調控方法作以下詳細地說明。
[0011]一種基于P I D算法應用于SmartRack的風扇調控策略，如圖1所示通過BMC采集分析電子元器件的溫度，采用PID算法計算出各自相應要輸出的PffM值，然后比較出這些PffM的最大值輸出給風扇。其系統(tǒng)組成如圖1所示，(I)電子元器件的溫度傳感器讀取溫度；(2)通過PID算法計算各元器件的PffM值;(3)比較出最大值輸出調節(jié)風扇轉速。
[0012]各個電子元氣件的溫度控制部分的調節(jié)變化以處理器(CHJ)為例說明，如圖2所示。每款處理器自身都有一個Tcontrol值，為了系統(tǒng)的安全性通常設置一個偏置值即圖中的Tcontro I off set來代替Tcontro I值，圍繞這個偏置值的上下范圍(即Pos_hyst、Neg_hyst)來調節(jié)風扇轉速，當對應值超過Pos_hyst值時，風扇轉速升高，從而使CPU溫度降低；當對應值低于Neg_hyst時，風扇轉速降低，從而使CPU溫度升高。具體的程序流程如圖3所示。當CPU溫度落在Pos_hyst、Neg_hyst這兩個值范圍內時，風扇轉速維持不變。其他的電子元器件根據這個規(guī)范來完成各自的調節(jié)。
[0013]通過設置PI D這三個參數值來操控風扇的變化速率以及趨勢，使轉速最終穩(wěn)定在需要的范圍內，保證各個電子元器件工作在安全溫度狀態(tài)下。P I D這三個參數值得調試設定要遵循四象限原則:即以電子元器件溫度穩(wěn)定時間為橫坐標，以電子元器件的溫度值為縱坐標軸組成的坐標系，當落在第一象限內時，通過調節(jié)P I值使風扇轉速增加，D值會使風扇轉速降低；當落在第二象限時，通過P I這兩個參數使風扇轉速降低，D值來增加風扇轉速；當落在第三象限內時，通過P I值降低風扇轉速，D值增加風扇轉速;當落在第四象限內時，通過P ID這三個參數來增加風扇轉速。當電子元器件溫度高于對應的閥值時，通過P I兩個參數來增加風扇轉速，當電子元器件的溫度低于設定的閥值時，通過P I這兩個參數值來降低風扇轉速，D值的特性是試圖扭轉電子元器件溫度的變化。即當電子元器件的溫度增加時，D值試圖通增加風扇轉速來降低溫度，當溫度下降時，D值試圖降低風扇轉速來增加溫度。
[0014]這樣通過不斷地采集以及實時的有效調節(jié)，最終是各個元器件的溫度維穩(wěn)在安全CJI
【主權項】
1.一種基于PID算法應用于SmartRack機柜的風扇調控方法，其特征在于通過調整P ID三個參數的值來調節(jié)風扇轉速的變化趨勢，從而實現風扇的高效調節(jié)，在不斷地優(yōu)化三個參數的過程中，用最終選出一組最優(yōu)的數來設定，這樣能夠使各電子器件在溫度發(fā)生超越閥值的變化時，風扇能做出快速響應，從而使他們的溫度的穩(wěn)定在安全值內，減少元器件在高溫狀態(tài)下的運行時間，從而減小對電子造成的損耗，延長使用壽命。2.根據權利要求1所述的一種基于PID算法應用于SmartRack機柜的風扇調控方法，其特征在于PID調速中，P代表的是比例項，I代表的是積分項，D代表的是微分項；P值可以實現風扇轉速快速的變化，I值可以減小穩(wěn)定誤差，D值能夠增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，預防轉速的突變，增強瞬態(tài)響應。3.根據權利要求1或2所述的一種基于PID算法應用于SmartRack機柜的風扇調控方法，其特征在于在調節(jié)P I D這三個值時要遵循四象限原則:即以電子元器件溫度穩(wěn)定時間為橫坐標，以電子元器件的溫度值為縱坐標軸組成的坐標系，當落在第一象限內時，通過調節(jié)P I值使風扇轉速增加，D值會使風扇轉速降低；當落在第二象限時，通過P I這兩個參數使風扇轉速降低，D值來增加風扇轉速；當落在第三象限內時，通過P I值降低風扇轉速，D值增加風扇轉速;當落在第四象限內時，通過P ID這三個參數來增加風扇轉速。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于PID算法應用于Smart？Rack機柜的風扇調控方法，通過調整ＰＩＤ三個參數的值來調節(jié)風扇轉速的變化趨勢，從而實現風扇的高效調節(jié)，在不斷地優(yōu)化三個參數的過程中，用最終選出一組最優(yōu)的數來設定，這樣能夠使各電子器件在溫度發(fā)生超越閥值的變化時，風扇能做出快速響應，從而使他們的溫度的穩(wěn)定在安全值內，減少元器件在高溫狀態(tài)下的運行時間，從而減小對電子造成的損耗，延長使用壽命。本方法基于ＰＩＤ算法的風扇轉速調控策略，具有適用性強、風扇響應快、節(jié)省功耗、減小噪音的特點。
【IPC分類】F04D27/00
【公開號】CN105587681
【申請?zhí)枴緾N201510910611
【發(fā)明人】宗斌
【申請人】浪潮電子信息產業(yè)股份有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月10日