电子设备的风扇控制与修正方法技术

一种电子设备的风扇控制与修正方法，包括下列步骤：于电子设备启动后控制风扇依据预设值转动；于检测到CPU的温度到达设定温度值时取得CPU的运转瓦数，依据运转瓦数查询学习表单及预建立的神经网络矩阵，以从其中之一取得对应的脉冲宽度调变值及P、I、D参数；借由PID控制器对脉冲宽度调变值进行误差修正；依据修正后脉冲宽度调变值控制风扇的运转；于检测到CPU的温度等于设定温度值时储存修正后脉冲宽度调变值于学习表单中；及，于电子设备关机前持续进行脉冲宽度调变值的读取、修正与储存，并持续控制风扇的运转。

Fan control and correction method for electronic equipment

A fan control and correction method for electronic equipment includes the following steps: controlling the fan to rotate according to the preset value after the electronic equipment is started; obtaining the operating watt number of the CPU when the temperature of the CPU is detected to reach the preset temperature value; querying the learning form and the pre-established neural network matrix according to the operating watt number to obtain one of the operating watt numbers. The corresponding pulse width modulation values and P, I, D parameters are obtained; the pulse width modulation values are corrected by the PID controller; the fan operation is controlled by the corrected pulse width modulation values; the corrected pulse width modulation values are stored in the learning form when the temperature of the CPU is equal to the set temperature value; and the corrected pulse width modulation values are stored in the learning form when the temperature of the CPU is detected. Before the sub-equipment shuts down, it reads, corrects and stores the value of pulse width modulation continuously, and controls the operation of the fan continuously.

【技术实现步骤摘要】
电子设备的风扇控制与修正方法
本专利技术涉及一种风扇控制方法，尤其涉及一种电子设备的风扇控制与修正方法。
技术介绍
对于运算负载量较大的电子设备，例如超级计算机或服务器系统等而言，如何有效地为系统进行散热，以避免内部元件因过热而故障或损坏，是相当重要的。以服务器系统为例，现有的服务器系统主要是通过比例-积分-微分控制器(即，PID控制器)来对服务器系统中的散热系统进行控制。具体地，是由该PID控制器来产生控制并调整散热系统中的风扇运转所需的相关数值，一般来说，该些数值为脉冲宽度调变(PulseWidthModulation,PWM)讯号。然而，当服务器系统被设置在不同的位置时(例如不同地点或不同国家)，其所在的环境皆不相同(具有不同的温度与气候)。若要使用上述PID控制器来对散热系统进行控制，则用户必须手动调整PID控制器所使用的P、I及D三组参数，否则该PID控制器所进行的控制动作将会因环境的差异而不准确。另，部分电子设备是采用神经网络(NeturalNetwork)算法来动态计算并产生上述的P、I、D三组参数，以利该PID控制器的运算。但是，经实验证实，即使通过神经网络算法来计算上述P、I、D参数，也无法完全解决因环境差异所造成的上述问题。再者，一般神经网络算法是持续检测电子设备整体的温度或CPU的温度，并依据温度来动态计算产生上述P、I、D参数。因此，若电子设备因特殊情况而造成温度瞬间大幅上升时，现有的散热系统需花费相当长度的时间才能令电子设备的温度下降至设定温度值(set-point)以下。如此一来，长时间的高温将可能会对电子设备内部的元件造成损害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电子设备的风扇控制与修正方法，以使电子设备的风扇进行更有效率的运转，进而得到更快速的散热效果。为了实现上述目的，本专利技术提供一种电子设备的风扇控制与修正方法，运用于一电子设备，其中该电子设备具有一CPU及一风扇，该方法包括下列步骤：a)于一电子设备启动后控制一风扇依据一预设转速进行运转；b)感测一CPU的温度是否达到一设定温度值；c)于CPU的温度达到设定温度值后取得CPU目前的运转瓦数；d)于一学习表单及预建立的一神经网络矩阵的其中之一取得该运转瓦数所对应的一脉冲宽度调变值及一PID控制器运算所需的一比例参数、一积分参数及一微分参数；e)由一PID控制器对该脉冲宽度调变值进行误差修正，并产生一修正后脉冲宽度调变值；f)依据该修正后脉冲宽度调变值控制该风扇的运转；g)感测该CPU的温度是否等于该设定温度值；及h)于CPU的温度等于该设定温度值时将该修正后脉冲宽度调变值及该运转瓦数对应储存于该学习表单中(此时的该修正后脉冲宽度调变值必定是I参数的时间积分值，也就是该电子设备的风扇当下采用的脉冲宽度调变值)，以将该修正后脉冲宽度调变值做为该运转瓦数所对应的一确定脉冲宽度调变值。进一步的，该方法还包括下列步骤：i)步骤h后，判断该电子设备是否关机；及j)于该电子设备关机前重复执行步骤c至步骤h。进一步的，该预设转速为该风扇的一最低转速，该设定温度值低于该CPU的一最高可承受温度。进一步的，该电子设备具有一温度感测单元及一瓦数测量单元，该步骤b与该步骤g是通过该温度感测单元感测该CPU的温度，该步骤c是通过该瓦数测量单元测量该CPU的该运转瓦数。进一步的，该步骤d是优先查询该学习表单，并于该学习表单中不存在该运转瓦数对应的该确定脉冲宽度调变值时再查询该神经网络矩阵，其中该神经网络矩阵中储存有预先训练完成的该CPU的多个运转瓦数与多个该脉冲宽度调变值、该比例参数、该积分参数及该微分参数的对应关系。进一步的，该步骤e包括下列步骤：e1)取得该CPU的一当前温度值；e2)将该当前温度值与该设定温度值进行比较；e3)于该当前温度值低于该设定温度值时调降该脉冲宽度调变值以产生该修正后脉冲宽度调变值；e4)于该当前温度值等于该设定温度值时将该脉冲宽度调变值做为该修正后脉冲宽度调变值；及e5)于该当前温度值高于该设定温度值时提升该脉冲宽度调变值以产生该修正后脉冲宽度调变值。进一步的，该PID控制器依据一第一公式产生该修正后脉冲宽度调变值，该第一公式为：其中P为该比例参数、I为该积分参数、D为该微分参数、e为该当前温度值与该设定温度值的一差值。进一步的，该步骤h储存至该学习表单中的该确定脉冲宽度调变值为∫I×edt的值。进一步的，该PID控制器为一指数型PID控制器，并且该指数型PID控制器依据一第二公式产生该修正后脉冲宽度调变值，该第二公式为：进一步的，该步骤h包括下列步骤：h1)于该学习表单中取得对应至相同数值的该运转瓦数的该确定脉冲宽度调变值；h2)将该确定脉冲宽度调变值与该修正后脉冲宽度调变值做平均值处理以更新该确定脉冲宽度调变值；及h3)储存更新后的该确定脉冲宽度调变值于该学习表单并对应至该运转瓦数。本专利技术是从预建立的神经网络矩阵或逐步建立的学习表单中取得预测的脉冲宽度调变值，再以PID控制器对预测的脉冲宽度调变值进行误差修正。因此，有别于相关技术中直接由PID控制器来计算脉冲宽度调变值，或由神经网络算法依据温度变化来动态计算脉冲宽度调变值的控制方式。因此，本专利技术可避掉以往需要寻找P、I、D三组参数的最佳解的困扰，节省厂商的开发时间。而且，于该电子设备关机前持续进行该脉冲宽度调变值的读取、修正与储存，并持续控制该风扇的运转。借此，本专利技术可令电子设备兼具自我适应各种环境，自我学习成长的能力，令风扇进行更有效率的运转，进而令电子设备得到更快速的散热效果。附图说明图1为本专利技术的第一具体实施例的控制流程图；图2为本专利技术的第一具体实施例的误差修正流程图；图3为本专利技术的第一具体实施例的转速学习流程图；图4为本专利技术的第一具体实施例的温度变化趋势图。其中，附图标记：T1…CPU温度；S10～S28…控制步骤；S200～S208…修正步骤；S240～S244…学习步骤。具体实施方式本专利技术公开了一种电子设备的风扇控制与修正方法(下面将简称为该方法)，该方法主要运用于各式具有较大的运算负载量而对于散热能力相当要求的电子设备，例如超级计算机或服务器系统等。具体地，上述电子设备主要具有一中央处理单元(CentralProcessingUnit,CPU)、一风扇及多个电子元件(例如内存、硬盘、网络模块、电源供应模块、输出/输入模块等等)。本专利技术中，该方法主要用于控制该风扇的运转，并依状况调整该风扇的转速，进而对该CPU进行散热。借此，可避免该CPU因过热而效能降低、故障或甚至损坏，进而导致该电子设备当机或烧毁的问题。于其他实施例中，该方法也可用于对电子设备中除了该CPU以外的其他电子元件进行散热，不加以限定。于相关技术中，该电子设备主要是于通电启动后持续监控该CPU的温度，并且于该CPU的温度超过一阈值时，通过一神经网络算法依据该CPU的温度动态计算产生该风扇的转速，借此控制该风扇的运转以对该CPU进行散热。也就是说，在相关技术中，是由该CPU的温度来反应该风扇的转速，因此该风扇的散热速度会相对较慢。首请参阅图1，为本专利技术的第一具体实施例的控制流程图。于本专利技术中，首先由使用者、管理人员或控制器控制该电子设备启动(步骤S10)，并且于该电子设备启动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子设备的风扇控制与修正方法，运用于一电子设备，其中该电子设备具有一CPU及一风扇，其特征在于，该方法包括：a)于该电子设备启动后控制该风扇依据一预设转速进行运转；b)感测该CPU的温度是否达到一设定温度值；c)于该CPU的温度达到该设定温度值后取得该CPU目前的一运转瓦数；d)于一学习表单及预建立的一神经网络矩阵的其中之一取得该运转瓦数所对应的一脉冲宽度调变值及一PID控制器运算所需的一比例参数、一积分参数及一微分参数；e)由该PID控制器对该脉冲宽度调变值进行误差修正，并产生一修正后脉冲宽度调变值；f)依据该修正后脉冲宽度调变值控制该风扇的运转；g)感测该CPU的温度是否等于该设定温度值；及h)于该CPU的温度等于该设定温度值时将该修正后脉冲宽度调变值及该运转瓦数对应储存于该学习表单，以将该修正后脉冲宽度调变值做为该运转瓦数所对应的一确定脉冲宽度调变值。

【技术特征摘要】
1.一种电子设备的风扇控制与修正方法，运用于一电子设备，其中该电子设备具有一CPU及一风扇，其特征在于，该方法包括：a)于该电子设备启动后控制该风扇依据一预设转速进行运转；b)感测该CPU的温度是否达到一设定温度值；c)于该CPU的温度达到该设定温度值后取得该CPU目前的一运转瓦数；d)于一学习表单及预建立的一神经网络矩阵的其中之一取得该运转瓦数所对应的一脉冲宽度调变值及一PID控制器运算所需的一比例参数、一积分参数及一微分参数；e)由该PID控制器对该脉冲宽度调变值进行误差修正，并产生一修正后脉冲宽度调变值；f)依据该修正后脉冲宽度调变值控制该风扇的运转；g)感测该CPU的温度是否等于该设定温度值；及h)于该CPU的温度等于该设定温度值时将该修正后脉冲宽度调变值及该运转瓦数对应储存于该学习表单，以将该修正后脉冲宽度调变值做为该运转瓦数所对应的一确定脉冲宽度调变值。2.根据权利要求1所述的电子设备的风扇控制与修正方法，其特征在于，还包括下列步骤：i)步骤h后，判断该电子设备是否关机；及j)于该电子设备关机前重复执行步骤c至步骤h。3.根据权利要求1所述的电子设备的风扇控制与修正方法，其特征在于，该预设转速为该风扇的一最低转速，该设定温度值低于该CPU的一最高可承受温度。4.根据权利要求1所述的电子设备的风扇控制与修正方法，其特征在于，该电子设备具有一温度感测单元及一瓦数测量单元，该步骤b与该步骤g是通过该温度感测单元感测该CPU的温度，该步骤c是通过该瓦数测量单元测量该CPU的该运转瓦数。5.根据权利要求1所述的电子设备的风扇控制与修正方法，其特征在于，该步骤d是优先查询该学习表单，并于该学习表单中不存在该运转瓦数对应的该确定脉冲宽度调...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宜融，
申请(专利权)人：营邦企业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71