CN114922842B - 风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114922842B
CN114922842B CN202210753041.2A CN202210753041A CN114922842B CN 114922842 B CN114922842 B CN 114922842B CN 202210753041 A CN202210753041 A CN 202210753041A CN 114922842 B CN114922842 B CN 114922842B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
current
speed control
duty ratio
service card
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210753041.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114922842A (zh
Inventor
肖君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Wuhan Fiberhome Technical Services Co Ltd
Original Assignee
Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Wuhan Fiberhome Technical Services Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd, Wuhan Fiberhome Technical Services Co Ltd filed Critical Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority to CN202210753041.2A priority Critical patent/CN114922842B/zh
Publication of CN114922842A publication Critical patent/CN114922842A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114922842B publication Critical patent/CN114922842B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/004—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying driving speed
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
    • H05K7/20209—Thermal management, e.g. fan control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

本申请涉及一种风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质，涉及通信设备散热领域，包括获取待降温业务卡对应的温度数据和输入电流数据，温度数据包括历史温度和当前温度，输入电流数据包括历史输入电流和当前输入电流；基于PID算法对历史温度和当前温度进行计算得到第一转速控制占空比值；根据历史输入电流和当前输入电流计算得到电流变化率，基于PID算法对电流变化率进行计算得到第二转速控制占空比值；基于第二转速控制占空比值对第一转速控制占空比值进行修正得到修正后的转速控制占空比值；基于修正后的转速控制占空比值对风扇进行调速控制，以提前介入控制风扇调速，使风扇调速控制可快速响应，降低芯片温度，避免芯片超温运行。

Description

风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本申请涉及通信设备散热技术领域，特别涉及一种风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
通常通信设备板卡的集成度高、功率大，为了保证通信设备系统运行的稳定可靠，必须对通信设备进行风冷散热。通信设备的散热调速系统一般采用集中式管理和控制，即每个通信设备的业务卡采集板内的核心功率芯片温度或者光模块温度，并将采集的温度上报到主控卡；主控卡根据业务卡反馈的温度值进行算法运行后，确定业务卡需要的散热风量所对应的的风扇转速值，然后再下发指令控制风扇运转在设定的转速值，使得业务卡温度稳定在一个合理的范围，进而保证通信设备的可靠稳定运行。
不过，随着通信设备板卡芯片的功耗越来越高，芯片散热问题日益突出，特别是一些大型路由器和交换机设备，存在业务流突变的应用场景，使得板卡的功率会在短时间内急剧变化，以致板卡芯片温度迅速升高；但是，此时现有技术中风扇的调速命令却是基于上一时刻的芯片温度确定的，进而导致该风扇的转速无法满足芯片的散热需求，即芯片已经超温，但风扇还未提升转速。比如，参见图1所示，现有散热调速系统在D点接收到基于B点的芯片温度确定的风扇调速命令，但是，芯片在A点和B点之间出现功率急剧变化，使得芯片在C点的温度迅速升高(即C点温度高于B点温度)，此时D点接收到的风扇调速命令已无法满足芯片在C点的散热需求，进而可能影响到芯片的性能和使用寿命。由此可见，当前的散热调速系统无法解决因通信设备的大动态负载变化引发芯片温度剧变而导致的芯片超温运行问题。
发明内容
本申请提供一种风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质，以解决相关技术中因通信设备的大动态负载变化引发芯片温度剧变而导致的芯片超温运行问题。
第一方面，提供了一种风扇调速控制方法，包括以下步骤：
获取待降温业务卡对应的温度数据和输入电流数据，所述温度数据包括历史温度和当前温度，所述输入电流数据包括历史输入电流和当前输入电流；
基于PID算法对所述历史温度和所述当前温度进行计算，得到第一转速控制占空比值；
根据所述历史输入电流和当前输入电流计算得到电流变化率，基于PID算法对所述电流变化率进行计算，得到第二转速控制占空比值；
基于所述第二转速控制占空比值对所述第一转速控制占空比值进行修正，得到修正后的转速控制占空比值；
基于所述修正后的转速控制占空比值对风扇进行调速控制，以满足待降温业务卡的降温需求。
一些实施例中，所述第一转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(k)＝Kp[Temp(k)-Temp(k-1)]+Ki[Temp(k)-Tref]
+Kd[Temp(k)-2Temp(k-1)+Temp(k-2)]
所述第二转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(n)＝Kc[I(n)-2I(n-1)+I(n-2)]
所述修正后的转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM′(k)＝ΔPWM(k)+ΔPWM(n)
式中，ΔPWM′(k)表示修正后的转速控制占空比值，ΔPWM(k)表示第一转速控制占空比值，ΔPWM(n)表示第二转速控制占空比值，Kp表示比例常数，Ki表示积分常数、Kd表示温度微分常数，Kc表示电流微分常数，Temp(k)、Temp(k-1)和Temp(k-2)分别表示待降温业务卡在第k时刻、第k-1时刻和第k-2时刻对应的温度，Tref表示预设的温度调速阈值，I(n)、I(n-1)和I(n-2)分别表示待降温业务卡在第n时刻、第n-1时刻和第n-2时刻对应的输入电流，其中，n≤k。
一些实施例中，在所述获取待降温业务卡对应的温度数据和输入电流数据的步骤之前，还包括：
获取每个业务卡按周期上传的当前温度；
根据各个业务卡的当前温度与预设的温度调速阈值得到各个业务卡当前周期的第一温度差值；
将第一温度差值最大的业务卡作为当前周期的待降温业务卡。
一些实施例中，每个周期内业务卡上传输入电流的次数大于上传温度的次数。
一些实施例中，在所述获取每个业务卡按周期上传的当前温度的步骤之前，还包括：
当第一业务卡上仅有一个芯片，则将所述芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传；
当第一业务卡上存在至少两个芯片，则根据各个芯片的当前温度和预设的温度调速阈值确定出其中一个芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传。
一些实施例中，所述根据各个芯片的当前温度和预设的温度调速阈值确定出其中一个芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传，包括：
根据各个芯片的当前温度和预设的温度调速阈值得到各个芯片的第二温度差值；
将第二温度差值最大的芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传。
第二方面，提供了一种风扇调速控制装置，包括：
获取单元，其用于获取待降温业务卡对应的温度数据和输入电流数据，所述温度数据包括历史温度和当前温度，所述输入电流数据包括历史输入电流和当前输入电流；
第一计算单元，其用于基于PID算法对所述历史温度和所述当前温度进行计算，得到第一转速控制占空比值；
第二计算单元，其用于根据所述历史输入电流和当前输入电流计算得到电流变化率，基于PID算法对所述电流变化率进行计算，得到第二转速控制占空比值；
修正单元，其用于基于所述第二转速控制占空比值对所述第一转速控制占空比值进行修正，得到修正后的转速控制占空比值；
调速单元，其用于基于所述修正后的转速控制占空比值对风扇进行调速控制，以满足待降温业务卡的降温需求。
一些实施例中，所述第一转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(k)＝Kp[Temp(k)-Temp(k-1)]+Ki[Temp(k)-Tref]
+Kd[Temp(k)-2Temp(k-1)+Temp(k-2)]
所述第二转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(n)＝Kc[I(n)-2I(n-1)+I(n-2)]
所述修正后的转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM′(k)＝ΔPWM(k)+ΔPWM(n)
式中，ΔPWM′(k)表示修正后的转速控制占空比值，ΔPWM(k)表示第一转速控制占空比值，ΔPWM(n)表示第二转速控制占空比值，Kp表示比例常数，Ki表示积分常数、Kd表示温度微分常数，Kc表示电流微分常数，Temp(k)、Temp(k-1)和Temp(k-2)分别表示待降温业务卡在第k时刻、第k-1时刻和第k-2时刻对应的温度，Tref表示预设的温度调速阈值，I(n)、I(n-1)和I(n-2)分别表示待降温业务卡在第n时刻、第n-1时刻和第n-2时刻对应的输入电流，其中，n≤k。
第三方面，提供了一种风扇调速控制设备，包括：存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行，以实现前述的风扇调速控制方法。
第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令被计算机执行时，使得所述计算机执行前述的风扇调速控制方法。
本申请提供了一种风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质，包括：获取待降温业务卡对应的温度数据和输入电流数据，所述温度数据包括历史温度和当前温度，所述输入电流数据包括历史输入电流和当前输入电流；基于PID算法对所述历史温度和所述当前温度进行计算，得到第一转速控制占空比值；根据所述历史输入电流和当前输入电流计算得到电流变化率，基于PID算法对所述电流变化率进行计算，得到第二转速控制占空比值；基于所述第二转速控制占空比值对所述第一转速控制占空比值进行修正，得到修正后的转速控制占空比值；基于所述修正后的转速控制占空比值对风扇进行调速控制，以满足待降温业务卡的降温需求。本申请在基于温度调速的基础上，对业务卡上的电流变化率进行监控，由于板卡输入电流的变化在物理上先于芯片温度变化，因此将电流变化率作为修正参数代入PID算法，即可计算得到待降温业务卡实际所需的转速控制占空比值，最终实现对风扇的准确调速控制，达到提前介入控制风扇调速的效果，使得风扇调速控制可快速响应，有效降低芯片温度，进而避免芯片超温运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中散热调速系统的风扇调速原理示意图；
图2为本申请实施例提供的一种风扇调速控制方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的温度和输入电流的采集时间轴示意图；
图4为本申请实施例提供的一种风扇调速控制装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种风扇调速控制设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质，其能解决相关技术中因通信设备的大动态负载变化引发芯片温度剧变而导致的芯片超温运行问题。
图2是本申请实施例提供的一种风扇调速控制方法，包括以下步骤：
步骤S10：获取待降温业务卡对应的温度数据和输入电流数据，所述温度数据包括历史温度和当前温度，所述输入电流数据包括历史输入电流和当前输入电流；
示范性的，在本实施例中，主控卡除对业务卡进行业务管理外，其还包括调速控制模块，该调速控制模块不仅用于对本盘核心芯片温度进行采集，并采用通信方式对业务卡温度、电流进行收集，支持对温度、电流数据进行调速控制算法运算和管理，同时支持对风扇转速进行配置下发，以实现调速控制；而业务卡除了业务管理模块外，还包含机电采集模块，该机电采集模块支持对本业务卡的核心芯片或光模块温度数据进行采集和管理，支持对业务卡的输入电流进行采集，并支持将温度、电流数据推送到主控卡上的调速控制模块。
进一步的，在所述获取待降温业务卡对应的温度数据和输入电流数据的步骤之前，还包括：
获取每个业务卡按周期上传的当前温度；
根据各个业务卡的当前温度与预设的温度调速阈值得到各个业务卡当前周期的第一温度差值；
将第一温度差值最大的业务卡作为当前周期的待降温业务卡。
示范性的，在本实施例中，主控卡会筛选出系统中最为恶劣的散热工作点作为调速控制点，并将调速控制点对应的业务卡作为待降温业务卡。具体的，业务卡中的机电采集模块会周期性采集并上报本卡的核心芯片温度数据和输入电流数据；主控卡中的调速控制模块收集所有业务卡上报的温度数据和输入电流数据，并根据温度数据筛选出系统中最为恶劣的散热工作点，即根据各个业务卡的当前温度与预设的温度调速阈值得到各个业务卡当前周期的第一温度差值，而第一温度差值最大的业务卡对应的当前温度就是系统中最为恶劣的散热工作点，因此将第一温度差值最大的业务卡作为当前周期的待降温业务卡。
进一步的，每个周期内业务卡上传输入电流的次数大于上传温度的次数。
示范性的，在本实施例中，若设定业务卡进行温度数据采集上报的周期为Tt，则输入电流采集上报的周期为Ti；其中，可设置2Ti＜Tt，即在一个温度采集上报周期内，至少有2次输入电流采集上报，进而能够通过业务卡上输入电流的变化在第一时间、更真实的反映出业务卡上芯片温度可能出现的变化趋势，以进一步达到提前控制风扇调速介入的效果。比如，参见图3所示，在温度数据上报对应的当前周期的第k时刻上传当前温度数据，那么在当前温度数据上报对应的当前周期的第n时刻、第n-1时刻分别上传一次输入电流数据(即2Ti＜Tt)。需要说明的是，Tt和Ti的具体值设定可根据实际需求确定，在此不作限定。
进一步的，在所述获取每个业务卡按周期上传的当前温度的步骤之前，还包括：
当第一业务卡上仅有一个芯片，则将所述芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传；
当第一业务卡上存在至少两个芯片，则根据各个芯片的当前温度和预设的温度调速阈值确定出其中一个芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传。
具体的，所述根据各个芯片的当前温度和预设的温度调速阈值确定出其中一个芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传，包括：
根据各个芯片的当前温度和预设的温度调速阈值得到各个芯片的第二温度差值；
将第二温度差值最大的芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传。
示范性的，在本实施例中，业务卡也要筛选出本卡中最为恶劣的散热工作点作为本卡的调速控制点。具体的筛选方法如下：
1)当业务卡P只有单芯片温度参与调速时，则将该单芯片的温度作为本卡的当前温度上报至主控卡；
2)当业务卡P具有多芯片温度参与调速时，只上报其中某一个温度数据，而具体上报哪一个芯片的温度可以采用如下方法确定(下述Tref为预设的温度调速阈值，其中，预设的温度调速阈值的具体值可根据实际需求设定，在此不作限定，Temp为采集到的温度值)：
A：当只有任意某一个芯片的温度Temp超过对应的Tref值时，则将该芯片的温度Temp作为本卡的当前温度上报至主控卡；
B：当有多个芯片的温度Temp都超过对应的Tref值时，则将Temp-Tref值最大的芯片对应的温度Temp作为本卡的当前温度上报至主控卡；如若有多个芯片的Temp-Tref值相等，则从中任选一个芯片对应的温度Temp作为本卡的当前温度上报至主控卡；
C：当所有的芯片温度都低于对应的Tref值时，则将|Temp-Tref|值最小的芯片对应的温度Temp作为本卡的当前温度上报至主控卡；如若多个|Temp-Tref|值相等，则从中任选一个芯片对应的温度Temp作为本卡的当前温度上报至主控卡。
当所有业务卡将本卡调速控制点对应的温度上传至主控卡后，主控卡就可以对所有业务卡上报的温度进行比较，选定Temp-Tref值最大的一个业务卡作为调速控制点。
步骤S20：基于PID算法对所述历史温度和所述当前温度进行计算，得到第一转速控制占空比值；
进一步的，所述第一转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(k)＝Kp[Temp(k)-Temp(k-1)]+Ki[Temp(k)-Tref]
+Kd[Temp(k)-2Temp(k-1)+Temp(k-2)]
式中，ΔPWM(k)表示第一转速控制占空比值，Kp表示比例常数，Ki表示积分常数、Kd表示温度微分常数，Temp(k)、Temp(k-1)和Temp(k-2)分别表示待降温业务卡在第k时刻、第k-1时刻和第k-2时刻对应的温度，Tref表示预设的温度调速阈值。
示范性的，在本实施例中，连续控制系统的理想PID模型为：
式(1)中，Kp为比例常数，Tt为积分时间常数，TD为微分时间常数，PWM(t)为PID控制器输出的转速控制信号，e(t)为温度采样值Temp与预设的温度调速阈值Tref之差。
对式(1)进行展开，可得：
再令Kd＝KpTD并代入式(2)，可得到：
由于系统采样不可能完全连续，因此将上述公式(3)进行离散化，得到：
式中，Kp为比例常数，Ki为积分常数，Kd为温度微分常数。
基于式(4)可得到下一个调速周期需要调整的风扇占空比：
由于e(k)表示温度采样值与预设温度调速阈值之差，因此将e(k)＝Temp(k)-Tref带入式(5)，即可得到第一转速控制占空比值ΔPWM(k)：
式(6)中，Temp(k)、Temp(k-1)、Temp(k-2)分别为筛选出的最恶劣散热工作点在第k时刻、第k-1时刻、第k-2时刻的采样温度，Tref为预设的温度调速阈值，Kp为比例常数，Ki为积分常数，Kd为温度微分常数，这样就可得到在第k时刻需要调整的风扇转速占空比ΔPWM(k)。
步骤S30：根据所述历史输入电流和当前输入电流计算得到电流变化率，基于PID算法对所述电流变化率进行计算，得到第二转速控制占空比值；
进一步的，所述第二转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(n)＝Kc[I(n)-2I(n-1)+I(n-2)]
式中，ΔPWM(n)表示第二转速控制占空比值，Kc表示电流微分常数，I(n)、I(n-1)和I(n-2)分别表示待降温业务卡在第n时刻、第n-1时刻和第n-2时刻对应的输入电流，其中，n≤k。
示范性的，在本实施例中，连续采样系统的电流变化率可表示为其对风扇占空比的影响表示为：
式(7)中，Kc为电流微分常数，I(t)表示业务卡的输入电流。
对上述公式(7)进行离散化后，可得到：
PWM(n)＝Kc[I(n)-I(n-1)] (8)
基于式(8)可得第n时刻因电流变化率的大小而需要调整的风扇占空比(即第二转速控制占空比值ΔPWM(n))为：
ΔPWM(n)＝PWM(n)-PWM(n-1)＝Kc[I(n)-2I(n-1)+I(n-2)] (9)
式(9)中，I(n)、I(n-1)、I(n-2)分别为第n时刻、第n-1时刻、第n-2时刻的采样输入电流值；其中，参见图3所示，I(n)、I(n-1)、I(n-2)为第k时刻进行温度采样时最近的连续3次的输入电流采样。
步骤S40：基于所述第二转速控制占空比值对所述第一转速控制占空比值进行修正，得到修正后的转速控制占空比值；
进一步的，所述修正后的转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM′(k)＝ΔPWM(k)+ΔPWM(n)
式中，ΔPWM′(k)表示修正后的转速控制占空比值。
示范性的，在本实施例中，整合PID及电流变化率的修正参数得到修正后的转速控制占空比值ΔPWM′(k)：
需要说明的是，Kp、Ki、Kd和Kc的具体值可根据实际需求确定，在此不作限定；其中，Kp的比例增益越大控制作用越强，系统响应越快，不过比例增益过大，将使得系统产生较大的超调和振荡，系统稳定性不好；Ki用于减小系统温度与预设值的偏差，积分时间足够的情况下可消除偏差，Ki越大积分作用越强，但过大会使得系统超调加大，也可能出现振荡；Kd和Kc分别反映温度、输入电流变化的趋势，在系统中引入一个有效的早期修正信号，加快响应速度，减小调节收敛时间，但过大会使得系统不稳定。
步骤S50：基于所述修正后的转速控制占空比值对风扇进行调速控制，以满足待降温业务卡的降温需求。
示范性的，在本实施例中，主控卡对选定的温度调速控制点采用PID算法计算出风扇转速控制占空比值；同时对采集的板卡的输入电流进行微分求导，反应电流变化率，并作为PID算法的修正参数带入，得到修正后的转速控制占空比值，即修正后的转速控制占空比值增加了输入电流的采样修正，由于板卡输入电流的变化在物理上先于芯片的温度变化，因此结合PID算法可实现风扇调速控制的提前响应，进而达到提前控制风扇调速介入的效果，以满足待降温业务卡对应的通信设备的降温需求，从而应对通信设备芯片的温度在短时间内出现急剧变化的场景。
由此可见，本实施例在基于温度调速的基础上，对业务卡上的电流变化率进行监控，由于板卡输入电流的变化在物理上先于芯片温度变化，因此将电流变化率作为修正参数代入PID算法，即可计算得到待降温业务卡实际所需的转速控制占空比值，最终实现对风扇的准确调速控制，达到提前介入控制风扇调速的效果，使得风扇调速控制可快速响应，有效降低芯片温度，进而避免芯片超温运行，以解决通信设备的大动态负载变化引发的芯片温度剧变导致的超温问题。
参见图4所示，本申请实施例还提供了一种风扇调速控制装置，包括：
获取单元，其用于获取待降温业务卡对应的温度数据和输入电流数据，所述温度数据包括历史温度和当前温度，所述输入电流数据包括历史输入电流和当前输入电流；
第一计算单元，其用于基于PID算法对所述历史温度和所述当前温度进行计算，得到第一转速控制占空比值；
第二计算单元，其用于根据所述历史输入电流和当前输入电流计算得到电流变化率，基于PID算法对所述电流变化率进行计算，得到第二转速控制占空比值；
修正单元，其用于基于所述第二转速控制占空比值对所述第一转速控制占空比值进行修正，得到修正后的转速控制占空比值；
调速单元，其用于基于所述修正后的转速控制占空比值对风扇进行调速控制，以满足待降温业务卡的降温需求。
进一步的，所述第一转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(k)＝Kp[Temp(k)-Temp(k-1)]+Ki[Temp(k)-Tref]
+Kd[Temp(k)-2Temp(k-1)+Temp(k-2)]
所述第二转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(n)＝Kc[I(n)-2I(n-1)+I(n-2)]
所述修正后的转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM′(k)＝ΔPWM(k)+ΔPWM(n)
式中，ΔPWM′(k)表示修正后的转速控制占空比值，ΔPWM(k)表示第一转速控制占空比值，ΔPWM(n)表示第二转速控制占空比值，Kp表示比例常数，Ki表示积分常数、Kd表示温度微分常数，Kc表示电流微分常数，Temp(k)、Temp(k-1)和Temp(k-2)分别表示待降温业务卡在第k时刻、第k-1时刻和第k-2时刻对应的温度，Tref表示预设的温度调速阈值，I(n)、I(n-1)和I(n-2)分别表示待降温业务卡在第n时刻、第n-1时刻和第n-2时刻对应的输入电流，其中，n≤k。
进一步的，所示获取单元还用于：
获取每个业务卡按周期上传的当前温度；
根据各个业务卡的当前温度与预设的温度调速阈值得到各个业务卡当前周期的第一温度差值；
将第一温度差值最大的业务卡作为当前周期的待降温业务卡。
进一步的，每个周期内业务卡上传输入电流的次数大于上传温度的次数。
进一步的，第一业务卡用于：
当第一业务卡上仅有一个芯片，则将所述芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传；
当第一业务卡上存在至少两个芯片，则根据各个芯片的当前温度和预设的温度调速阈值确定出其中一个芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传。
进一步的，第一业务卡具体用于：
根据各个芯片的当前温度和预设的温度调速阈值得到各个芯片的第二温度差值；
将第二温度差值最大的芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传。
示范性的，在本实施例中，主控卡通过总线方式管理各业务卡，所述总线方式包括但不限于CAN接口、以太网接口或IIC接口等；主控卡除对业务卡进行业务管理外，其还包括调速控制模块，本实施例中的获取单元、第一计算单元、第二计算单元、修正单元和调速单元可集成至该调速控制模块，由调速控制模块对业务卡温度、输入电流进行收集，并支持对温度、输入电流数据进行调速控制算法运算和管理，同时支持对风扇转速进行调速控制，且下发调速指令至风扇单元转速控制模块；而风扇单元转速控制模块在接收到调速控制模块下发的调速指令后，将对风扇执行转速控制。
业务卡除了业务管理模块外，还包含机电采集模块，该机电采集模块支持对本业务卡的核心芯片或光模块温度数据进行采集和管理，并支持业务卡的输入电流采集，同时支持将温度、输入电流数据推送到主控卡上的调速控制模块。
由此可见，本实施例在基于温度调速的基础上，对业务卡上的电流变化率进行监控，由于板卡输入电流的变化在物理上先于芯片温度变化，因此将电流变化率作为修正参数代入PID算法，即可计算得到待降温业务卡实际所需的转速控制占空比值，最终实现对风扇的准确调速控制，达到提前介入控制风扇调速的效果，使得风扇调速控制可快速响应，有效降低芯片温度，进而避免芯片超温运行。
需要说明的是，所属本领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和各单元的具体工作过程，可以参考前述风扇调速控制方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
上述实施例提供的装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图5所示的风扇调速控制设备上运行。
本申请实施例还提供了一种风扇调速控制设备，包括：通过系统总线连接的存储器、处理器和网络接口，存储器中存储有至少一条指令，至少一条指令由处理器加载并执行，以实现前述的风扇调速控制方法的全部步骤或部分步骤。
其中，网络接口用于进行网络通信，如发送分配的任务等。本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
处理器可以是CPU，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器，或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如视频播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如视频数据、图像数据等)等。此外，存储器可以包括高速随存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure digital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他易失性固态存储器件。
本申请施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述的风扇调速控制方法的全部步骤或部分步骤。
本申请实施例实现前述的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的仼何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only memory，ROM)、随机存取存储器(Random Accessmemory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种风扇调速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待降温业务卡对应的温度数据和输入电流数据，所述温度数据包括历史温度和当前温度，所述输入电流数据包括历史输入电流和当前输入电流；
基于PID算法对所述历史温度和所述当前温度进行计算，得到第一转速控制占空比值；
根据所述历史输入电流和当前输入电流计算得到电流变化率，基于PID算法对所述电流变化率进行计算，得到第二转速控制占空比值；
基于所述第二转速控制占空比值对所述第一转速控制占空比值进行修正，得到修正后的转速控制占空比值；
基于所述修正后的转速控制占空比值对风扇进行调速控制，以满足待降温业务卡的降温需求；
其中，所述第一转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(k)＝Kp[Temp(k)-Temp(k-1)]+Ki[Temp(k)-Tref]+Kd[Temp(k)-2Temp(k-1)+Temp(k-2)]
所述第二转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(n)＝Kc[I(n)-2I(n-1)+I(n-2)]
所述修正后的转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM′(k)＝ΔPWM(k)+ΔPWM(n)
式中，ΔPWM′(k)表示修正后的转速控制占空比值，ΔPWM(k)表示第一转速控制占空比值，ΔPWM(n)表示第二转速控制占空比值，Kp表示比例常数，Ki表示积分常数、Kd表示温度微分常数，Kc表示电流微分常数，Temp(k)、Temp(k-1)和Temp(k-2)分别表示待降温业务卡在第k时刻、第k-1时刻和第k-2时刻对应的温度，Tref表示预设的温度调速阈值，I(n)、I(n-1)和I(n-2)分别表示待降温业务卡在第n时刻、第n-1时刻和第n-2时刻对应的输入电流，其中，n≤k。
2.如权利要求1所述的风扇调速控制方法，其特征在于，在所述获取待降温业务卡对应的温度数据和输入电流数据的步骤之前，还包括：
获取每个业务卡按周期上传的当前温度；
根据各个业务卡的当前温度与预设的温度调速阈值得到各个业务卡当前周期的第一温度差值；
将第一温度差值最大的业务卡作为当前周期的待降温业务卡。
3.如权利要求2所述的风扇调速控制方法，其特征在于：每个周期内业务卡上传输入电流的次数大于上传温度的次数。
4.如权利要求2所述的风扇调速控制方法，其特征在于，在所述获取每个业务卡按周期上传的当前温度的步骤之前，还包括：
当第一业务卡上仅有一个芯片，则将所述芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传；
当第一业务卡上存在至少两个芯片，则根据各个芯片的当前温度和预设的温度调速阈值确定出其中一个芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传。
5.如权利要求4所述的风扇调速控制方法，其特征在于，所述根据各个芯片的当前温度和预设的温度调速阈值确定出其中一个芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传，包括：
根据各个芯片的当前温度和预设的温度调速阈值得到各个芯片的第二温度差值；
将第二温度差值最大的芯片的当前温度作为所述第一业务卡的当前温度进行上传。
6.一种风扇调速控制装置，其特征在于，包括：
获取单元，其用于获取待降温业务卡对应的温度数据和输入电流数据，所述温度数据包括历史温度和当前温度，所述输入电流数据包括历史输入电流和当前输入电流；
第一计算单元，其用于基于PID算法对所述历史温度和所述当前温度进行计算，得到第一转速控制占空比值；
第二计算单元，其用于根据所述历史输入电流和当前输入电流计算得到电流变化率，基于PID算法对所述电流变化率进行计算，得到第二转速控制占空比值；
修正单元，其用于基于所述第二转速控制占空比值对所述第一转速控制占空比值进行修正，得到修正后的转速控制占空比值；
调速单元，其用于基于所述修正后的转速控制占空比值对风扇进行调速控制，以满足待降温业务卡的降温需求；
其中，所述第一转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(k)＝Kp[Temp(k)-Temp(k-1)]+Ki[Temp(k)-Tref]+Kd[Temp(k)-2Temp(k-1)+Temp(k-2)]
所述第二转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM(n)＝Kc[I(n)-2I(n-1)+I(n-2)]
所述修正后的转速控制占空比值的计算公式为：
ΔPWM′(k)＝ΔPWM(k)+ΔPWM(n)
式中，ΔPWM′(k)表示修正后的转速控制占空比值，ΔPWM(k)表示第一转速控制占空比值，ΔPWM(n)表示第二转速控制占空比值，Kp表示比例常数，Ki表示积分常数、Kd表示温度微分常数，Kc表示电流微分常数，Temp(k)、Temp(k-1)和Temp(k-2)分别表示待降温业务卡在第k时刻、第k-1时刻和第k-2时刻对应的温度，Tref表示预设的温度调速阈值，I(n)、I(n-1)和I(n-2)分别表示待降温业务卡在第n时刻、第n-1时刻和第n-2时刻对应的输入电流，其中，n≤k。
7.一种风扇调速控制设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行，以实现权利要求1至5中任一项所述的风扇调速控制方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令被计算机执行时，使得所述计算机执行权利要求1至5中任一项所述的风扇调速控制方法。
CN202210753041.2A 2022-06-28 2022-06-28 风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质 Active CN114922842B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210753041.2A CN114922842B (zh) 2022-06-28 2022-06-28 风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210753041.2A CN114922842B (zh) 2022-06-28 2022-06-28 风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114922842A CN114922842A (zh) 2022-08-19
CN114922842B true CN114922842B (zh) 2023-07-21

Family

ID=82815556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210753041.2A Active CN114922842B (zh) 2022-06-28 2022-06-28 风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114922842B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024050685A1 (zh) * 2022-09-06 2024-03-14 新华三人工智能科技有限公司 一种风扇转速控制方法、装置及设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11257097A (ja) * 1998-03-12 1999-09-21 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガスタービンのファン・圧縮機の可変静翼の制御方法
DE20103136U1 (de) * 2001-02-22 2001-05-17 Sunonwealth Electr Mach Ind Co Gebläsemotor mit thermisch gesteuerter variabler Geschwindigkeit
JP2004348834A (ja) * 2003-05-21 2004-12-09 Ricoh Co Ltd パワー制御方法、パワー制御装置及び光ディスク装置
CN109253099B (zh) * 2017-07-13 2021-08-03 中兴通讯股份有限公司 一种基站风扇控制方法及装置
CN111720352B (zh) * 2019-03-19 2022-07-15 西安诺瓦星云科技股份有限公司 风扇控制方法、装置和系统
CN111414057A (zh) * 2020-03-12 2020-07-14 苏州浪潮智能科技有限公司 一种风扇转速控制方法、系统及电子设备和存储介质
CN111706539B (zh) * 2020-06-09 2022-03-01 深圳市汇川技术股份有限公司 电机风扇的转速调控方法、设备及可读存储介质
CN113534936B (zh) * 2021-09-14 2021-12-17 苏州浪潮智能科技有限公司 一种服务器风扇转速控制方法、装置、设备及介质
CN114658680B (zh) * 2022-03-18 2024-04-26 深存科技(无锡)有限公司 一种板卡散热风扇的控制方法和控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN114922842A (zh) 2022-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114922842B (zh) 风扇调速控制方法、装置、设备及可读存储介质
CN105387570A (zh) 冷水机组的执行能力调节方法和装置
KR20180021831A (ko) 전자 디바이스들의 열 스로틀링
CN108879799B (zh) 风电场有功功率控制方法、装置及电子设备
CN107045379B (zh) 一种机柜服务器温度控制方法及装置
CN110647224A (zh) 一种运行状态的控制方法及装置
WO2019011062A1 (zh) 一种基站风扇控制方法及装置
CN111277640A (zh) 用户请求处理方法、装置、系统、计算机设备和存储介质
CN113826082A (zh) 一种用于控制散热装置的方法及其设备
CN113534929A (zh) 服务器风扇调速方法、装置、终端设备及存储介质
US10545515B2 (en) Virtualized fan speed measurement
CN114077296A (zh) 控制电源输出功率的方法、装置及相关设备
CN110725806A (zh) 风扇转速控制方法、装置及服务器
CN109424570B (zh) 一种风扇的控制方法及装置
CN116820214B (zh) 一种服务器通风散热智能调控方法及系统
CN116954334A (zh) 散热控制方法、装置、服务器、计算机设备及存储介质
CN110798527B (zh) 一种节点数据部署方法、装置、系统及介质
CN114837977B (zh) 一种风扇调速方法及装置
CN112736915B (zh) 区域设备集群的需求响应控制系统、方法、装置及设备
WO2022017290A1 (zh) 终端网速控制方法、装置、终端及存储介质
CN112486683B (zh) 处理器控制方法、控制设备以及计算机可读存储介质
CN115013346A (zh) 一种基于设备的风扇调速方法、设备及介质
CN114459134B (zh) 空调控制方法、控制终端及计算机可读存储介质
CN114296495B (zh) 温度控制方法、控制设备及温控系统
CN113007117B (zh) 一种基于多温感的风扇调速方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant