CN116048160A - 电源的散热系统的控制方法、控制装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种电源的散热系统的控制方法、控制装置及电子设备，其中，该方法包括：获取电源的输出功率和转速功率映射关系，根据输出功率和转速功率映射关系，构建前馈控制环节，获取前馈控制环节输出的第一转速；获取当前温度T_k、第一温度T_k‑1、第二温度T_k‑2和预设温度T₀，至少根据当前温度T_k、第一温度T_k‑1、第二温度T_k‑2和预设温度T₀，构建微分控制因子；根据微分控制因子，构建比例积分微分负反馈控制环节，获取比例积分微分负反馈控制环节输出的第二转速，根据第一转速和第二转速，得到目标转速，并控制电源的散热系统按照目标转速运行，提升了电源散热系统的温度调控能力，达到了及时调节温度的效果。

Description

电源的散热系统的控制方法、控制装置及电子设备

技术领域

本申请涉及电源的温度调控领域，具体而言，涉及一种电源的散热系统的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质及电子设备。

背景技术

与常规服务器的电源相比，新型高压电源具有启动迅速、电能转换效率高、适配性及适应性强的特点。鉴于上述设计特征，对于新型高压电源的散热调控设计的响应速度要求和调控的鲁棒性以及稳定性也高于常规电源。目前对于服务器电源的内置风扇调控，通常采用温度作为PID调控模式的反馈信号进行调节，由于温度传感器的传热速度较慢而使温度在传热过程存在一定的迟滞时间，加之服务器本身热惯性较大，所以采用温度作为反馈信号进行调节具有较为明显的纯滞后特性。

由于高压电源的工作效率高于常规电源，子卡芯片的功耗也相应提升，温度响应的延迟会导致相关主芯片在迟滞时间内存在超温风险，同时风扇功耗不能及时调节也会造成资源浪费。此外，子卡芯片内置温度传感器受芯片工作状态的影响，在传感器读取结温时会受到难以预测的随机性干扰信号的影响，从而会出现在采样内某些采样值的失真现象，这种随机干扰在快速升温或降温区段的判读温度严重偏离实际，进而影响到温度的调整精度。

因此，亟需一种能够提升高压电源散热系统的调节能力的方法。

发明内容

本申请实施例提供了一种电源的散热系统的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质及电子设备，以至少解决相关技术中电源的散热系统的调节能力差的问题。

根据本申请的一个实施例，提供了一种电源的散热系统的控制方法，包括：获取电源的输出功率和转速功率映射关系，根据所述输出功率和所述转速功率映射关系，构建前馈控制环节，获取所述前馈控制环节输出的第一转速，其中，所述转速功率映射关系表示所述输出功率与所述散热系统的转速之间的对应关系；获取当前温度T_k、第一温度T_k-1、第二温度T_k-2和预设温度T₀，至少根据所述当前温度T_k、所述第一温度T_k-1、所述第二温度T_k-2和所述预设温度T₀，构建微分控制因子，其中，所述当前温度为所述电源在当前控制周期的温度，所述第一温度为所述电源在第一控制周期的温度、所述第二温度为所述电源在第二控制周期的温度，所述第一控制周期为所述第二控制周期之前的周期，所述第二控制周期为所述当前控制周期之前的周期；根据所述微分控制因子，构建比例积分微分负反馈控制环节，获取所述比例积分微分负反馈控制环节输出的第二转速，根据所述第一转速和所述第二转速，得到目标转速，并控制所述电源的散热系统按照所述目标转速运行。

在一个示例性实施例中，至少根据所述当前温度T_k、所述第一温度T_k-1、所述第二温度T_k-2和所述预设温度T₀，构建微分控制因子，包括：计算所述当前温度和所述预设温度的差值的绝对值、所述第一温度和所述预设温度的差值的绝对值、所述第二温度和所述预设温度的差值的绝对值，得到当前差值绝对值|T_k-T₀|、第一差值绝对值|T_k-1-T₀|和第二差值绝对值|T_k-2-T₀|；获取调节因子M，并根据公式

计算得到微分控制因子。

在一个示例性实施例中，获取当前温度T_k，包括：在当前控制周期内，通过温度传感器对所述电源的温度进行采样，得到多个当前采集温度；计算多个所述当前采集温度的中位值和算术平均值，并计算所述中位值和所述算术平均值的差值，得到当前温度差值；获取预设误差，比较所述当前温度差值和所述预设误差的大小，在所述当前温度差值小于所述预设误差的情况下，将所述算术平均值作为所述当前控制周期的温度，得到当前温度T_k；在所述当前温度差值大于所述预设误差的情况下，计算多个所述当前采集温度与所述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个所述中位差与所述预设中位差的大小，在所述中位差大于所述预设中位差的情况下，剔除所述中位差对应的所述当前采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到当前温度T_k。

在一个示例性实施例中，获取第一温度T_k-1，包括：在第一控制周期内，通过温度传感器对所述电源的温度进行采样，得到多个第一采集温度；计算多个所述第一采集温度的中位值和算术平均值，并计算所述中位值和所述算术平均值的差值，得到第一温度差值；获取预设误差，比较所述第一温度差值和所述预设误差的大小，在所述第一温度差值小于所述预设误差的情况下，将所述算术平均值作为所述第一控制周期的温度，得到第一温度T_k-1；在所述第一温度差值大于所述预设误差的情况下，计算多个所述第一采集温度与所述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个所述中位差与所述预设中位差的大小，在所述中位差大于所述预设中位差的情况下，剔除所述中位差对应的所述第一采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到第一温度T_k-1。

在一个示例性实施例中，获取第二温度T_k-2，包括：在第二控制周期内，通过温度传感器对所述电源的温度进行采样，得到多个第二采集温度；计算多个所述第二采集温度的中位值和算术平均值，并计算所述中位值和所述算术平均值的差值，得到第二温度差值；获取预设误差，比较所述第二温度差值和所述预设误差的大小，在所述第二温度差值小于所述预设误差的情况下，将所述算术平均值作为所述第二控制周期的温度，得到第二温度T_k-2；在所述第二温度差值大于所述预设误差的情况下，计算多个所述第二采集温度与所述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个所述中位差与所述预设中位差的大小，在所述中位差大于所述预设中位差的情况下，剔除所述中位差对应的所述第二采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到第二温度T_k-2。

在一个示例性实施例中，获取所述前馈控制环节输出的第一转速，包括：根据所述转速功率映射关系，计算与所述输出功率对应的转速，得到第一转速并输出。

在一个示例性实施例中，根据所述第一转速和所述第二转速，得到目标转速，包括：将所述第一转速和所述第二转速叠加，得到目标转速。

在一个示例性实施例中，获取转速功率映射关系，包括：通过多次实验获取多个所述电源的散热系统的转速和对应的多个所述输出功率，将多个所述电源的散热系统的转速与多个所述输出功率进行拟合，得到所述转速功率映射关系。

在一个示例性实施例中，获取调节因子M，包括：通过多次实验获取多个所述电源的散热系统的转速和对应的多个所述输出功率，计算得到多个调节因子；获取当前控制周期内的所述输出功率对应的调节因子M。

根据本申请的另一个实施例，提供了一种电源的散热系统的控制装置，包括：获取单元，用于获取电源的输出功率和转速功率映射关系，根据所述输出功率和所述转速功率映射关系，构建前馈控制环节，获取所述前馈控制环节输出的第一转速，其中，所述转速功率映射关系表示所述输出功率与所述散热系统的转速之间的对应关系；构建单元，用于获取当前温度T_k、第一温度T_k-1、第二温度T_k-2和预设温度T₀，至少根据所述当前温度T_k、所述第一温度T_k-1、所述第二温度T_k-2和所述预设温度T₀，构建微分控制因子，其中，所述当前温度为所述电源在当前控制周期的温度，所述第一温度为所述电源在第一控制周期的温度、所述第二温度为所述电源在第二控制周期的温度，所述第一控制周期为所述第二控制周期之前的周期，所述第二控制周期为所述当前控制周期之前的周期；控制单元，用于根据所述微分控制因子，构建比例积分微分负反馈控制环节，获取所述比例积分微分负反馈控制环节输出的第二转速，根据所述第一转速和所述第二转速，得到目标转速，并控制所述电源的散热系统按照所述目标转速运行。

根据本申请的又一个实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一种方法实施例中的步骤。

根据本申请的又一个实施例，还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一种方法实施例中的步骤。

通过本申请，根据电源的输出功率构建前馈控制环节，获取前馈控制环节输出的第一转速，根据电源的当前温度T_k、第一温度T_k-1、第二温度T_k-2和预设温度T₀构建微分控制因子，再根据微分控制因子构建比例积分微分负反馈控制环节，获取比例积分微分负反馈控制环节输出的第二转速，通过第一转速和第二转速得到目标转速，控制电源的散热系统按照目标转速运行。与现有技术中，只根据电源在当前控制周期和上一控制周期的温度的差值构建微分控制因子对散热系统的温度进行负反馈控制的方法相比，本申请根据电源在当前控制周期、第一控制周期和第二控制周期的温度构建微分控制因子进行温度反馈控制，在此基础上，根据电源的输出功率构建前馈控制环节进行前馈控制，前馈控制和负反馈控制相结合，缩短了电源散热系统的温度调控的迟滞时间。因此，可以解决电源散热系统的温度调控能力差、温度调节不及时的问题，达到及时调节电源温度的效果。

附图说明

图1是根据本申请实施例的一种执行电源的散热系统的控制方法的流程图；

图2是根据本申请实施例的一种电源的散热系统的控制方法的流程示意图；

图3是根据本申请实施例的一种电源的散热系统的控制方法中的当前温度确定方法的流程示意图；

图4是根据本申请实施例的一种具体的电源的散热系统的控制方法的流程示意图；

图5是根据本申请实施例的一种电源的散热系统的控制装置的结构框图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

102、处理器；104、存储器；106、传输设备；108、输入输出设备。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的实施例。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本申请实施例的一种电源的散热系统的控制方法的移动终端的硬件结构框图。如图1所示，移动终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，其中，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中的电源的散热系统的控制方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种运行于上述移动终端的电源的散热系统的控制方法，图2是根据本申请实施例的一种电源的散热系统的控制的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S201，获取电源的输出功率和转速功率映射关系，根据上述输出功率和上述转速功率映射关系，构建前馈控制环节，获取上述前馈控制环节输出的第一转速，其中，上述转速功率映射关系表示上述输出功率与上述散热系统的转速之间的对应关系；

具体地，在电源(例如：背景技术中提到的服务器中的高压电源)的工作过程中，会产生大量的热量，现有技术中一般按照电源的温度对散热系统(例如：风扇的转速)进行负反馈控制，即通过内置温度传感器检测当前电源的温度，与设定的标准温度进行比较，当前电源的温度与设定的标准温度的差值越大，负反馈系统就需要输出越大的转速，以保证风扇能够起到及时降温的作用，通过上述基于温度的负反馈控制环节达到对服务器高压电源的温度进行控制的目的。但是温度传感器的传热过程存在时间上的滞后性，因此，基于温度反馈的PID(Proportional Integral Derivative control，比例积分微分控制，简称为PID)均存在纯滞后造成的响应延迟的问题。由于电源的温度受到输出功率的影响，因此，上述步骤在温度负反馈的基础上，基于输出功率构建前馈控制环节，根据转速功率映射关系计算得到与输出功率对应的转速即第一转速，前馈控制环节将第一转速反馈(输出)至风扇的转速控制环节。

步骤S202，获取当前温度T_k、第一温度T_k-1、第二温度T_k-2和预设温度T₀，至少根据上述当前温度T_k、上述第一温度T_k-1、上述第二温度T_k-2和上述预设温度T₀，构建微分控制因子，其中，上述当前温度为上述电源在当前控制周期的温度，上述第一温度为上述电源在第一控制周期的温度、上述第二温度为上述电源在第二控制周期的温度，上述第一控制周期为上述第二控制周期之前的周期，上述第二控制周期为上述当前控制周期之前的周期；

具体地，在PID温度控制逻辑中，微分环节的主要功能为消除动差，提高系统的响应速度。但常规的控制逻辑下，微分项系数的作用因子为当前周期及上一周期主芯片的温度差值T_k-T_k-1，但在某些时期内，系统输入已经出现变更，但输入变更尚未反映至温度梯度上，相邻两周期内的温度差值几乎可以忽略不计。因此微分项的效应因子数值很小，在信号变更已出现的一段时期内，微分项作用比较微弱，不能够实时跟随输入变更而消除不断增加的动差。因此，上述步骤改进微分控制因子，通过当前周期和当前周期的前两个周期即第一控制周期和第二周期的温度即相邻三个周期内的温度进行前向两阶差分处理，构建得到新的微分控制因子，从而确保在电源的温度开始变化的初期，就使微分控制项启动调控作用，能够及时跟踪的温度的变化以对散射系统及时的进行调控。

步骤S203，根据上述微分控制因子，构建比例积分微分负反馈控制环节，获取上述比例积分微分负反馈控制环节输出的第二转速，根据上述第一转速和上述第二转速，得到目标转速，并控制上述电源的散热系统按照上述目标转速运行。

具体地，在构建得到微分控制因子即PID环节中的“D”微分控制环节之后，PID(比例积分微分负反馈控制环节)根据温度进行负反馈控制输出第二转速至风扇的转速控制环节，上述前馈控制环节的第一转速也输出至风扇的转速控制环节，因此，根据输出功率反馈得到的第一转速和温度反馈得到的第二转速，得到风扇的目标转速，控制风扇按照目标转速运行，达到通过对风扇的转速进行调控，从而对电源的温度进行调控的目的。

通过本实施例，可以根据电源的输出功率构建前馈控制环节，获取前馈控制环节输出的第一转速，根据电源的当前温度T_k、第一温度T_k-1、第二温度T_k-2和预设温度T₀构建微分控制因子，再根据微分控制因子构建比例积分微分负反馈控制环节，获取比例积分微分负反馈控制环节输出的第二转速，通过第一转速和第二转速得到目标转速，控制电源的散热系统按照目标转速运行。与现有技术中，只根据电源在当前控制周期和上一控制周期的温度的差值构建微分控制因子对散热系统的温度进行负反馈控制的方法相比，本申请根据电源在当前控制周期、第一控制周期和第二控制周期的温度构建微分控制因子进行负反馈控制，在此基础上，根据电源的输出功率构建前馈控制环节进行前馈控制，前馈控制和负反馈控制相结合，缩短了电源散热系统的温度调控的迟滞时间，解决了电源散热系统的温度调控能力差、温度调节不及时的问题，达到了及时调节电源温度的目的。

其中，上述步骤的执行主体可以为服务器、终端等，但不限于此。

为了使散热系统能够及时地对温度作出响应，本申请的上述步骤S202可以通过以下步骤实现：计算上述当前温度和上述预设温度的差值的绝对值、上述第一温度和上述预设温度的差值的绝对值、上述第二温度和上述预设温度的差值的绝对值，得到当前差值绝对值|T_k-T₀|、第一差值绝对值|T_k-1-T₀|和第二差值绝对值|T_k-2-T₀|；获取调节因子M，并根据公式

计算得到微分控制因子，该方法根据相邻的三个控制周期的温度的差值进行前向两阶差分处理，预设温度为提前设定的期望电源维持的温度值，即整个温度控制系统的期望值也是系统的输入，分别计算相邻三个周期的温度与预设温度的差值，并根据上述公式进行差分处理得到微分控制因子，这样可以提前对温度的变化进行判断，从而使散热系统对温度的变化能够及时作出响应。

上述步骤S202还可以通过其他方式实现，例如：在当前控制周期内，通过温度传感器对上述电源的温度进行采样，得到多个当前采集温度；计算多个上述当前采集温度的中位值和算术平均值，并计算上述中位值和上述算术平均值的差值，得到当前温度差值；获取预设误差，比较上述当前温度差值和上述预设误差的大小，在上述当前温度差值小于上述预设误差的情况下，将上述算术平均值作为上述当前控制周期的温度，得到当前温度T_k；在上述当前温度差值大于上述预设误差的情况下，计算多个上述当前采集温度与上述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个上述中位差与上述预设中位差的大小，在上述中位差大于上述预设中位差的情况下，剔除上述中位差对应的上述当前采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到当前温度T_k。该方法对当前控制周期内采集到的多个温度值求取平均值与中位值的方法确定上述周期的温度值，这样可以精准筛选出当前控制周期内存在较大误差的采样点，避免盲目剔除正常采样点，可以提高温度采样值的利用率，进而提升温度控制系统的精确性。

具体地，假设预设误差为1.5，在当前控制周期内，通过温度传感器测量得到多个当前采集温度分别为：31、33、29、25、32，多个当前采集温度的中位值为31，算术平均值为30，当前温度差值为1，当前温度差值小于预设误差，则将算术平均值30作为当前控制周期的温度，得到当前温度T_k为30；假设预设误差为1.5，预设中位差为5，在当前控制周期内，通过温度传感器测量得到多个当前采集温度分别为：20、31、28、35、30.5，多个当前采集温度的中位值为30.5，算术平均值为28.9，当前温度差值为1.6，当前温度差值大于预设误差，所以计算多个当前采集温度与中位值的差值，中位差分别为10.5、0.5、2.5、4.5、0，则剔除中位差为10.5对应的当前温度值，即剔除当前采集温度值20，剩余采集温度的算术平均值为31.125，即当前温度为31.125。

上述步骤S202还可以通过其他方式实现，例如：获取第一温度T_k-1，包括：在第一控制周期内，通过温度传感器对上述电源的温度进行采样，得到多个第一采集温度；计算多个上述第一采集温度的中位值和算术平均值，并计算上述中位值和上述算术平均值的差值，得到第一温度差值；获取预设误差，比较上述第一温度差值和上述预设误差的大小，在上述第一温度差值小于上述预设误差的情况下，将上述算术平均值作为上述第一控制周期的温度，得到第一温度T_k-1；在上述第一温度差值大于上述预设误差的情况下，计算多个上述第一采集温度与上述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个上述中位差与上述预设中位差的大小，在上述中位差大于上述预设中位差的情况下，剔除上述中位差对应的上述第一采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到第一温度T_k-1。该方法对第一控制周期即当前控制周期的上一控制周期内采集到的多个温度值求取平均值与中位值的方法确定上述第一控制周期的温度值，这样可以提高第一控制周期内温度采样值的利用率。

上述步骤S202还可以通过其他方式实现，例如：获取第二温度T_k-2，包括：在第二控制周期内，通过温度传感器对上述电源的温度进行采样，得到多个第二采集温度；计算多个上述第二采集温度的中位值和算术平均值，并计算上述中位值和上述算术平均值的差值，得到第二温度差值；获取预设误差，比较上述第二温度差值和上述预设误差的大小，在上述第二温度差值小于上述预设误差的情况下，将上述算术平均值作为上述第二控制周期的温度，得到第二温度T_k-2；在上述第二温度差值大于上述预设误差的情况下，计算多个上述第二采集温度与上述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个上述中位差与上述预设中位差的大小，在上述中位差大于上述预设中位差的情况下，剔除上述中位差对应的上述第二采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到第二温度T_k-2。该方法对第二控制周期即第一控制周期的上一控制周期内采集到的多个温度值求取平均值与中位值的方法确定上述第二控制周期的温度值，这样可以提高第二控制周期内温度采样值的利用率。

具体地，在具体应用过程中，当前温度、第一温度与第二温度可以通过不完全相同的计算方式确定，例如当前温度通过本申请的计算方式确定，而第一温度和第二温度可以通过其它任意有效的方式确定，或者当前温度与第一温度通过本申请的计算方式确定，而第二温度可以通过其它任意有效的方式确定，即本申请并不对上述当前温度、第一温度和第二温度的确定方法进行具体限制。

具体实现过程中，上述步骤S201可以通过以下步骤实现：根据上述转速功率映射关系，计算与上述输出功率对应的转速，得到第一转速并输出。该方法通过前馈控制环节根据转速功率映射关系计算上述输出功率对应的转速，这样可以根据输出功率计算得到第一转速，进而得到散热系统的目标转速，以控制散热系统的运行。

具体地，转速功率映射关系可以表示为功率转速拟合曲线的形式，即可以以输出功率为横坐标，转速为纵坐标，绘制得到功率转速拟合曲线，因此在上述功率转速拟合曲线中，转速与输出功率的值一一对应。在获取得到输出功率之后，通过功率转速拟合曲线查找或者计算输出功率对应的转速，即可得到第一转速。在具体应用过程中，当输出功率的值恰好为横坐标的某一坐标值时，可以直接查找功率转速拟合曲线上输出功率的横坐标对应的纵坐标值得到对应的转速，该转速即为第一转速；当输出功率的值位于功率转速拟合曲线的横坐标的两个坐标值中间时，通过插值计算的方式得到对应的转速，该转速即为第一转速。

在一些实施例上，上述步骤S203具体可以通过以下步骤实现：将上述第一转速和上述第二转速叠加，得到目标转速。该方法将前馈控制环节输出的第一转速和温度反馈环节输出的第二转速进行叠加，这样可以将基于输出功率进行反馈得到的转速与基于温度进行反馈得到的转速进行叠加，使散热系统能够根据温度和输出功率两方面进行转速的调节，从而达到及时调控电源的温度的目的。

上述步骤S201还可以通过以下步骤实现：通过多次实验获取多个上述电源的散热系统的转速和对应的多个上述输出功率，将多个上述电源的散热系统的转速与多个上述输出功率进行拟合，得到上述转速功率映射关系。该方法通过多次实验的方式得到转速功率映射关系，这样可以保证前馈控制环节更加精准地输出第一转速，从而实现对温度更加精准地调控。

具体地，转速功率映射关系可以表示为功率转速拟合曲线。由于服务器系统的电源的温度与输出功率的值对应，通常情况下，电源的输出功率越高，电源的温度就越高，电源的散热系统(例如：风扇)所需要的转速更快以达到散热的目的，因此散热系统的转速与输出功率的值也对应。所以，通过实验的方式，例如设定一组电源的输出功率值，通过实验得到每个输出功率值所需要的风扇的转速值，即可获取得到一组输出功率与转速一一对应的数据，将输出功率作为横坐标，转速作为纵坐标，将输出功率与转速进行拟合，即可得到功率转速拟合曲线，在功率转速拟合曲线上，转速与输出功率一一对应。在实际应用中，转速功率映射关系也可以为其它任意有效的表示形式，即本申请并不对上述转速功率映射关系的表现形式进行具体限制。

上述步骤S202还可以通过其他方式实现，例如：通过多次实验获取多个上述电源的散热系统的转速和对应的多个上述输出功率，计算得到多个调节因子；获取当前控制周期内的上述输出功率对应的调节因子M。该方法通过转速和输出功率计算得到调节因子，这样可以进一步保证温度反馈环节能够更加精准地进行温度调控。

具体地，由于引发温度变化的主要因素为风扇转速和输出功率，对上述两参数进行多次实验测试，得到转速与输出功率数据组，计算输出功率与转速之间对应关系，例如：计算输出功率与转速的比值，得到调节因子，根据调节因子M和上文中的当前温度、第一温度与第二温度，计算得到微分控制因子，微分控制因子在电源温度开始变化的初期，就启动调控作用，以增强温度响应的同步程度。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例对本申请的电源的散热系统的控制方法的实现过程进行详细说明。

本实施例涉及一种具体的电源的散热系统的控制方法，如图3和图4所示，包括如下步骤：

步骤S1：进入采样周期，获取温度采样值T₁～T_n，获取温度采样中位值及平均值，计算中位值与平均值的差值，判断差值是否小于参考值(预设误差)，在差值小于参考值(预设误差)的情况下，确定多个温度采样值为统计温度值，计算得到平均值作为当前温度或第一温度或第二温度；

步骤S2：在差值大于参考值(预设误差)的情况下，计算各采样值与中位值的差值(中位差)，判断中位差值是否小于设定误差(预设中位差)，在中位差小于设定误差(预设中位差)的情况下，确定多个温度采样值为统计温度值，计算得到平均值作为当前温度或第一温度或第二温度，在中位差大于设定误差(预设中位差)的情况下，剔除中位差大于预设中位差对应的温度采样值，确定剩余温度采样值为统计温度值，计算剩余温度采样值的平均值作为当前温度或第一温度或第二温度；

步骤S3：获取主芯片的输出功率，构建前馈环节(前馈控制环节)，通过试验归纳和插值计算，得到第一转速并输出；

步骤S4：通过内置温度传感器，获取当前控制周期的主芯片的温度T(T_k)、第一温度T_k-1、上述第二温度T_k-2和预设温度T₀，获取调节因子M，并根据公式

计算得到微分控制因子，根据微分控制因子构建PID负反馈环节(比例积分微分负反馈控制环节)，计算温度T与预设温度T₀的差值，将上述差值作为PID控制环节的输入，PID控制环节输出第二转速；

步骤S5：将第一转速与第二转速叠加，得到目标转速，将目标转速作为风扇的输入，使风扇按照目标转速运行，风扇按照转速R(目标转速)运行，作用于电源的主芯片，以控制电源的主芯片的温度。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

在本实施例中还提供了一种电源的散热系统的控制装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图5是根据本申请实施例的电源的散热系统的控制装置的示意图。如图5所示，该控制装置包括：

获取模块22，用于获取电源的输出功率和转速功率映射关系，根据上述输出功率和上述转速功率映射关系，构建前馈控制环节，获取上述前馈控制环节输出的第一转速，其中，上述转速功率映射关系表示上述输出功率与上述散热系统的转速之间的对应关系；

构建模块24，用于获取当前温度T_k、第一温度T_k-1、第二温度T_k-2和预设温度T₀，至少根据上述当前温度T_k、上述第一温度T_k-1、上述第二温度T_k-2和上述预设温度T₀，构建微分控制因子，其中，上述当前温度为上述电源在当前控制周期的温度，上述第一温度为上述电源在第一控制周期的温度、上述第二温度为上述电源在第二控制周期的温度，上述第一控制周期为上述第二控制周期之前的周期，上述第二控制周期为上述当前控制周期之前的周期；

控制模块26，用于根据上述微分控制因子，构建比例积分微分负反馈控制环节，获取上述比例积分微分负反馈控制环节输出的第二转速，根据上述第一转速和上述第二转速，得到目标转速，并控制上述电源的散热系统按照上述目标转速运行。

作为一种可选的方案，构建模块包括第一计算子模块和第二计算子模块，其中，第一计算子模块用于计算上述当前温度和上述预设温度的差值的绝对值、上述第一温度和上述预设温度的差值的绝对值、上述第二温度和上述预设温度的差值的绝对值，得到当前差值绝对值|T_k-T₀|、第一差值绝对值|T_k-1-T₀|和第二差值绝对值|T_k-2-T₀|；第二计算子模块，用于获取调节因子M，并根据公式

计算得到微分控制因子，该装置根据相邻的三个控制周期的温度的差值进行前向两阶差分处理，预设温度为提前设定的期望电源维持的温度值，即整个温度控制系统的期望值也是系统的输入，分别计算相邻三个周期的温度与预设温度的差值，并根据上述公式进行差分处理得到微分控制因子，这样可以提前对温度的变化进行判断，从而使散热系统对温度的变化能够及时作出响应。

作为一种可选的方案，构建模块还包括第一采样子模块、第三计算子模块、第一比较子模块和第四计算子模块，其中，采样子模块，用于在当前控制周期内，通过温度传感器对上述电源的温度进行采样，得到多个当前采集温度；第三计算子模块，用于计算多个上述当前采集温度的中位值和算术平均值，并计算上述中位值和上述算术平均值的差值，得到当前温度差值；比较子模块，用于获取预设误差，比较上述当前温度差值和上述预设误差的大小，在上述当前温度差值小于上述预设误差的情况下，将上述算术平均值作为上述当前控制周期的温度，得到当前温度T_k；第四计算子模块，用于在上述当前温度差值大于上述预设误差的情况下，计算多个上述当前采集温度与上述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个上述中位差与上述预设中位差的大小，在上述中位差大于上述预设中位差的情况下，剔除上述中位差对应的上述当前采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到当前温度T_k。该装置对当前控制周期内采集到的多个温度值求取平均值与中位值的装置确定上述周期的温度值，这样可以精准筛选出当前控制周期内存在较大误差的采样点，避免盲目剔除正常采样点，可以提高温度采样值的利用率，进而提升温度控制系统的精确性。

具体地，假设预设误差为1.5，在当前控制周期内，通过温度传感器测量得到多个当前采集温度分别为：31、33、29、25、32，多个当前采集温度的中位值为31，算术平均值为30，当前温度差值为1，当前温度差值小于预设误差，则将算术平均值30作为当前控制周期的温度，得到当前温度T_k为30；假设预设误差为1.5，预设中位差为5，在当前控制周期内，通过温度传感器测量得到多个当前采集温度分别为：20、31、28、35、30.5，多个当前采集温度的中位值为30.5，算术平均值为28.9，当前温度差值为1.6，当前温度差值大于预设误差，所以计算多个当前采集温度与中位值的差值，中位差分别为10.5、0.5、2.5、4.5、0，则剔除中位差为10.5对应的当前温度值，即剔除当前采集温度值20，剩余采集温度的算术平均值为31.125，即当前温度为31.125。

构建模块还包括第二采样子模块、第五计算子模块、第二比较子模块和第六计算子模块，其中，第二采样子模块，用于在第一控制周期内，通过温度传感器对上述电源的温度进行采样，得到多个第一采集温度；第五计算子模块，用于计算多个上述第一采集温度的中位值和算术平均值，并计算上述中位值和上述算术平均值的差值，得到第一温度差值；第二比较子模块，用于获取预设误差，比较上述第一温度差值和上述预设误差的大小，在上述第一温度差值小于上述预设误差的情况下，将上述算术平均值作为上述第一控制周期的温度，得到第一温度T_k-1；第六计算子模块，用于在上述第一温度差值大于上述预设误差的情况下，计算多个上述第一采集温度与上述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个上述中位差与上述预设中位差的大小，在上述中位差大于上述预设中位差的情况下，剔除上述中位差对应的上述第一采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到第一温度T_k-1。该装置对第一控制周期即当前控制周期的上一控制周期内采集到的多个温度值求取平均值与中位值的装置确定上述第一控制周期的温度值，这样可以提高第一控制周期内温度采样值的利用率。

构建模块还包括第三采样子模块、第七计算子模块、第三比较子模块和第八计算子模块，其中，第三采样子模块，用于在第二控制周期内，通过温度传感器对上述电源的温度进行采样，得到多个第二采集温度；第七计算子模块，用于计算多个上述第二采集温度的中位值和算术平均值，并计算上述中位值和上述算术平均值的差值，得到第二温度差值；第三比较子模块，用于获取预设误差，比较上述第二温度差值和上述预设误差的大小，在上述第二温度差值小于上述预设误差的情况下，将上述算术平均值作为上述第二控制周期的温度，得到第二温度T_k-2；第八计算子模块，用于在上述第二温度差值大于上述预设误差的情况下，计算多个上述第二采集温度与上述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个上述中位差与上述预设中位差的大小，在上述中位差大于上述预设中位差的情况下，剔除上述中位差对应的上述第二采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到第二温度T_k-2。该装置对第二控制周期即第一控制周期的上一控制周期内采集到的多个温度值求取平均值与中位值的装置确定上述第二控制周期的温度值，这样可以提高第二控制周期内温度采样值的利用率。

具体地，在具体应用过程中，当前温度、第一温度与第二温度可以通过不完全相同的计算方式确定，例如当前温度通过本申请的计算方式确定，而第一温度和第二温度可以通过其它任意有效的方式确定，或者当前温度与第一温度通过本申请的计算方式确定，而第二温度可以通过其它任意有效的方式确定，即本申请并不对上述当前温度、第一温度和第二温度的确定装置进行具体限制。

具体实现过程中，获取模块包括第九计算子模块，用于根据上述转速功率映射关系，计算与上述输出功率对应的转速，得到第一转速并输出。该装置通过前馈控制环节根据转速功率映射关系计算上述输出功率对应的转速，这样可以根据输出功率计算得到第一转速，进而得到散热系统的目标转速，以控制散热系统的运行。

具体地，转速功率映射关系可以表示为功率转速拟合曲线的形式，即可以以输出功率为横坐标，转速为纵坐标，绘制得到功率转速拟合曲线，因此在上述功率转速拟合曲线中，转速与输出功率的值一一对应。在获取得到输出功率之后，通过功率转速拟合曲线查找或者计算输出功率对应的转速，即可得到第一转速。在具体应用过程中，当输出功率的值恰好为横坐标的某一坐标值时，可以直接查找功率转速拟合曲线上输出功率的横坐标对应的纵坐标值得到对应的转速，该转速即为第一转速；当输出功率的值位于功率转速拟合曲线的横坐标的两个坐标值中间时，通过插值计算的方式得到对应的转速，该转速即为第一转速。

在一些实施例上，控制模块包括叠加子模块，用于将上述第一转速和上述第二转速叠加，得到目标转速。该装置将前馈控制环节输出的第一转速和温度反馈环节输出的第二转速进行叠加，这样可以将基于输出功率进行反馈得到的转速与基于温度进行反馈得到的转速进行叠加，使散热系统能够根据温度和输出功率两方面进行转速的调节，从而达到及时调控电源的温度的目的。

获取模块还包括拟合子模块，用于通过多次实验获取多个上述电源的散热系统的转速和对应的多个上述输出功率，将多个上述电源的散热系统的转速与多个上述输出功率进行拟合，得到上述转速功率映射关系。该装置通过多次实验的方式得到转速功率映射关系，这样可以保证前馈控制环节更加精准地输出第一转速，从而实现对温度更加精准地调控。

具体地，转速功率映射关系可以表示为功率转速拟合曲线。由于服务器系统的电源的温度与输出功率的值对应，通常情况下，电源的输出功率越高，电源的温度就越高，电源的散热系统(例如：风扇)所需要的转速更快以达到散热的目的，因此散热系统的转速与输出功率的值也对应。所以，通过实验的方式，例如设定一组电源的输出功率值，通过实验得到每个输出功率值所需要的风扇的转速值，即可获取得到一组输出功率与转速一一对应的数据，将输出功率作为横坐标，转速作为纵坐标，将输出功率与转速进行拟合，即可得到功率转速拟合曲线，在功率转速拟合曲线上，转速与输出功率一一对应。在实际应用中，转速功率映射关系也可以为其它任意有效的表示形式，即本申请并不对上述转速功率映射关系的表现形式进行具体限制。

构建模块还包括第十计算子模块和获取子模块，其中，第十计算子模块用于通过多次实验获取多个上述电源的散热系统的转速和对应的多个上述输出功率，计算得到多个调节因子；获取子模块，用于获取当前控制周期内的上述输出功率对应的调节因子M。该装置通过转速和输出功率计算得到调节因子，这样可以进一步保证温度反馈环节能够更加精准地进行温度调控。

具体地，由于引发温度变化的主要因素为风扇转速和输出功率，对上述两参数进行多次实验测试，得到转速与输出功率数据组，计算输出功率与转速之间对应关系，例如：计算输出功率与转速的比值，得到调节因子，根据调节因子M和上文中的当前温度、第一温度与第二温度，计算得到微分控制因子，微分控制因子在电源温度开始变化的初期，就启动调控作用，以增强温度响应的同步程度。

本实施例中，可以根据电源的输出功率构建前馈控制环节，获取前馈控制环节输出的第一转速，根据电源的当前温度T_k、第一温度T_k-1、第二温度T_k-2和预设温度T₀构建微分控制因子，再根据微分控制因子构建比例积分微分负反馈控制环节，获取比例积分微分负反馈控制环节输出的第二转速，通过第一转速和第二转速得到目标转速，控制电源的散热系统按照目标转速运行。与现有技术中，只根据电源在当前控制周期和上一控制周期的温度的差值构建微分控制因子对散热系统的温度进行负反馈控制的装置相比，本申请根据电源在当前控制周期、第一控制周期和第二控制周期的温度构建微分控制因子进行负反馈控制，在此基础上，根据电源的输出功率构建前馈控制环节进行前馈控制，前馈控制和负反馈控制相结合，缩短了电源散热系统的温度调控的迟滞时间，解决了电源散热系统的温度调控能力差、温度调节不及时的问题，达到了及时调节电源温度的目的。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

本申请的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一种方法实施例中的步骤。

在一个示例性实施例中，上述计算机可读存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一种方法实施例中的步骤。

在一个示例性实施例中，上述电子设备还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电源的散热系统的控制方法，其特征在于，包括：

获取电源的输出功率和转速功率映射关系，根据所述输出功率和所述转速功率映射关系，构建前馈控制环节，获取所述前馈控制环节输出的第一转速，其中，所述转速功率映射关系表示所述输出功率与所述散热系统的转速之间的对应关系；

获取当前温度T_k、第一温度T_k-1、第二温度T_k-2和预设温度T₀，至少根据所述当前温度T_k、所述第一温度T_k-1、所述第二温度T_k-2和所述预设温度T₀，构建微分控制因子，其中，所述当前温度为所述电源在当前控制周期的温度，所述第一温度为所述电源在第一控制周期的温度、所述第二温度为所述电源在第二控制周期的温度，所述第一控制周期为所述第二控制周期之前的周期，所述第二控制周期为所述当前控制周期之前的周期；

根据所述微分控制因子，构建比例积分微分负反馈控制环节，获取所述比例积分微分负反馈控制环节输出的第二转速，根据所述第一转速和所述第二转速，得到目标转速，并控制所述电源的散热系统按照所述目标转速运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少根据所述当前温度T_k、所述第一温度T_k-1、所述第二温度T_k-2和所述预设温度T₀，构建微分控制因子，包括：

计算所述当前温度和所述预设温度的差值的绝对值、所述第一温度和所述预设温度的差值的绝对值、所述第二温度和所述预设温度的差值的绝对值，得到当前差值绝对值|T_k-T₀|、第一差值绝对值|T_k-1-T₀|和第二差值绝对值|T_k-2-T₀|；

获取调节因子M，并根据公式

计算得到微分控制因子。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取当前温度T_k，包括：

在当前控制周期内，通过温度传感器对所述电源的温度进行采样，得到多个当前采集温度；

计算多个所述当前采集温度的中位值和算术平均值，并计算所述中位值和所述算术平均值的差值，得到当前温度差值；

获取预设误差，比较所述当前温度差值和所述预设误差的大小，在所述当前温度差值小于所述预设误差的情况下，将所述算术平均值作为所述当前控制周期的温度，得到当前温度T_k；

在所述当前温度差值大于所述预设误差的情况下，计算多个所述当前采集温度与所述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个所述中位差与所述预设中位差的大小，在所述中位差大于所述预设中位差的情况下，剔除所述中位差对应的所述当前采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到当前温度T_k。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，获取第一温度T_k-1，包括：

在第一控制周期内，通过温度传感器对所述电源的温度进行采样，得到多个第一采集温度；

计算多个所述第一采集温度的中位值和算术平均值，并计算所述中位值和所述算术平均值的差值，得到第一温度差值；

获取预设误差，比较所述第一温度差值和所述预设误差的大小，在所述第一温度差值小于所述预设误差的情况下，将所述算术平均值作为所述第一控制周期的温度，得到第一温度T_k-1；

在所述第一温度差值大于所述预设误差的情况下，计算多个所述第一采集温度与所述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个所述中位差与所述预设中位差的大小，在所述中位差大于所述预设中位差的情况下，剔除所述中位差对应的所述第一采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到第一温度T_k-1。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，获取第二温度T_k-2，包括：

在第二控制周期内，通过温度传感器对所述电源的温度进行采样，得到多个第二采集温度；

计算多个所述第二采集温度的中位值和算术平均值，并计算所述中位值和所述算术平均值的差值，得到第二温度差值；

获取预设误差，比较所述第二温度差值和所述预设误差的大小，在所述第二温度差值小于所述预设误差的情况下，将所述算术平均值作为所述第二控制周期的温度，得到第二温度T_k-2；

在所述第二温度差值大于所述预设误差的情况下，计算多个所述第二采集温度与所述中位值的差值，得到多个中位差，获取预设中位差，比较多个所述中位差与所述预设中位差的大小，在所述中位差大于所述预设中位差的情况下，剔除所述中位差对应的所述第二采集温度，计算剩余采集温度的算术平均值，得到第二温度T_k-2。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，获取所述前馈控制环节输出的第一转速，包括：

根据所述转速功率映射关系，计算与所述输出功率对应的转速，得到第一转速并输出。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述第一转速和所述第二转速，得到目标转速，包括：

将所述第一转速和所述第二转速叠加，得到目标转速。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，获取转速功率映射关系，包括：

通过多次实验获取多个所述电源的散热系统的转速和对应的多个所述输出功率，将多个所述电源的散热系统的转速与多个所述输出功率进行拟合，得到所述转速功率映射关系。

9.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，获取调节因子M，包括：

通过多次实验获取多个所述电源的散热系统的转速和对应的多个所述输出功率，计算得到多个调节因子；

获取当前控制周期内的所述输出功率对应的调节因子M。

10.一种电源的散热系统的控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取电源的输出功率和转速功率映射关系，根据所述输出功率和所述转速功率映射关系，构建前馈控制环节，获取所述前馈控制环节输出的第一转速，其中，所述转速功率映射关系表示所述输出功率与所述散热系统的转速之间的对应关系；

构建模块，用于获取当前温度T_k、第一温度T_k-1、第二温度T_k-2和预设温度T₀，至少根据所述当前温度T_k、所述第一温度T_k-1、所述第二温度T_k-2和所述预设温度T₀，构建微分控制因子，其中，所述当前温度为所述电源在当前控制周期的温度，所述第一温度为所述电源在第一控制周期的温度、所述第二温度为所述电源在第二控制周期的温度，所述第一控制周期为所述第二控制周期之前的周期，所述第二控制周期为所述当前控制周期之前的周期；

控制模块，用于根据所述微分控制因子，构建比例积分微分负反馈控制环节，获取所述比例积分微分负反馈控制环节输出的第二转速，根据所述第一转速和所述第二转速，得到目标转速，并控制所述电源的散热系统按照所述目标转速运行。

11.一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中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现所述权利要求1至9任一项中所述的方法的步骤。

12.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述权利要求1至9任一项中所述的方法的步骤。

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