温度控制装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种温度控制方法，适用于服务器，包括：温度感测器取得侦测温度。增益调度(Gain Scheduling)单元从多个参数调度中选择一个参数调度，所述多个参数调度包括初始参数组合、第一参数组合及第二参数组合。在侦测温度大于或等于初始温度且小于第一温度时，增益调度单元选择初始参数组合。在侦测温度大于或等于第一温度且小于第二温度时，增益调度单元选择第一参数组合。在侦测温度大于或等于第二温度时，增益调度单元选择第二参数组合。其中第二温度大于第一温度且第一温度大于初始温度。比例积分微分控制器根据所选的参数组合调整风扇的转速。本发明专利技术还公开一种温度控制装置。

Temperature control device and its method

The invention discloses a temperature control method, which is suitable for the server, including the temperature sensor to detect the temperature. Gain scheduling (Gain Scheduling) unit to select a parameter scheduling from multiple parameter scheduling, the scheduling of multiple parameters including initial parameters and the first parameter combination and two parameter combination. When the detection temperature is greater than or equal to the initial temperature and the first temperature is less than the first temperature, the gain scheduling unit selects the initial parameter combination. When the detection temperature is greater than or equal to the first temperature and less than second temperature, the gain scheduling unit selects the first parameter combination. When detecting temperature greater than or equal to second temperatures, the gain scheduling unit selects a combination of second parameters. Second of the temperature is greater than the first temperature and the first temperature is larger than the initial temperature. The proportional integral differential controller adjusts the speed of the fan according to the selected parameters. The invention also discloses a temperature control device.

【技术实现步骤摘要】
温度控制装置及其方法
本专利技术关于一种风扇控制方法，特别是一种具有比例积分微分参数调度的风扇转速控制方法。
技术介绍
在服务器的评比之中，最难以衡量的就是散热项目。散热能力强，服务器才能发挥完整的效能，否则过热元件将影响系统的可靠度，甚至让服务器无预警地当机。为了即时排除服务器内部的废热，提高风扇转速带动服务器内外的冷热空气交换是常见的散热做法。然而传统以感测温度对应风扇转速的方式，容易导致冷却过度因而耗费额外电力。为了在服务器即时散热的前提下节省不必要的电力消耗，目前在风扇转速控制方面已经导入回授控制技术。其中又以比例积分微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制器最为常见。PID控制器包括自定义的连续性方程式(continuityequation)与此方程式中对应于比例控制项、微分控制项及积分控制项的多个控制常数，通过调整控制常数可让风扇控制系统达到最佳的控制效果。然而，目前的PID控制器通常仅以一组固定的参数组合配置PID方程式内的多个控制常数。单一组控制参数往往因为调试时的取舍与妥协，而无法同时满足暂态响应区间(transientresponse)及稳态响应区间(steady-stateresponse)的需求，例如同时满足快速的暂态时间及高稳定性。此外，固定控制参数也可能产生风扇转速的震荡(Oscillation)现象。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种具有多阶PID参数配置的温度控制装置及其方法以解决上述问题。根据本专利技术一实施例的一种温度控制装置，适用于服务器，包括：风扇、温度感测器、增益调度单元以及比例积分微分控制器。风扇用于驱动气流而调整受控区的温度；温度感测器设置于受控区以取得受控区的侦测温度；增益调度单元电性连接温度感测器，增益调度单元根据侦测温度从多个参数调度中选择一参数调度，其中所述的多个参数调度包括初始参数组合及至少一降温参数组合，所述的至少一降温参数组合至少包括第一参数组合及第二参数组合；在侦测温度大于或等于初始温度且小于第一温度时，增益调度单元选择初始参数组合；在侦测温度大于或等于第一温度且小于第二温度时，增益调度单元选择第一参数组合；在侦测温度大于或等于第二温度时，增益调度单元选择第二参数组合；其中第二温度大于第一温度且第一温度大于初始温度；比例积分微分控制器电性连接于风扇、温度感测器及增益调度单元，比例积分微分控制器选择性地根据初始参数组合或至少一降温参数组合控制风扇。根据本专利技术一实施例的一种温度控制方法，适用于服务器，包括：温度感测器取得服务器受控区的侦测温度；增益调度单元根据侦测温度从多个参数调度中选择一参数调度，其中所述的多个参数调度包括初始参数组合及至少一降温参数组合，所述的至少一降温参数组合至少包括第一参数组合及第二参数组合；在侦测温度大于或等于初始温度且小于第一温度时，增益调度单元选择初始参数组合；在侦测温度大于或等于第一温度且小于第二温度时，增益调度单元选择第一参数组合；在侦测温度大于或等于第二温度时，增益调度单元选择第二参数组合；其中第二温度大于第一温度且第一温度大于初始温度；比例积分微分控制器选择性地根据初始参数组合或所述的至少一降温参数组合计算并输出风扇转速信号；以及风扇根据风扇转速信号调整转速。通过上述结构，本专利技术所公开的温度控制装置及其控制方法，在不同温度区间以不同参数组合来设定PID控制器的控制参数，可以避免在暂态响应区间内，风扇转速因温度差及控制参数的加乘而急剧攀升进而导致过度冷却的情况，以及降低在稳态响应区间中风扇转速的震荡现象。以上关于本
技术实现思路
的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本专利技术的精神与原理，并且提供本专利技术的权利要求书更进一步的解释。附图说明图1为根据本专利技术一实施例所绘示的温度控制装置的功能方块图。图2为根据本专利技术一实施例所绘示的风扇转速控制方法的流程图。其中，附图标记：1温度控制装置10风扇30温度感测器50增益调度单元70PID控制器S1-S7步骤具体实施方式以下在实施方式中详细叙述本专利技术的详细特征以及优点，其内容足以使本领域的技术人员了解本专利技术的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及图式，本领域的技术人员可轻易地理解本专利技术相关的目的及优点。以下的实施例是进一步详细说明本专利技术的观点，但非以任何观点限制本专利技术的范畴。本专利技术提出一种适用于服务器的温度控制装置。所述的温度控制装置用以控制一受控区的温度趋近于额定温度，其中受控区是一空间或是一电子元件，额定温度是指受控区中的电子元件正常工作时的工作温度。请参考图1，图1为根据本专利技术一实施例所绘示的温度控制装置的功能方块图。如图1所示，温度控制装置1包含风扇10、温度感测器30、增益调度单元50以及比例积分微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制器70(后文以PID控制器70代称)，其中增益调度(GainScheduling)单元50电性连接风扇10及PID控制器70，PID控制器70电性连接风扇10。风扇10通过本身工作带动气流而降低受控区的温度。温度感测器30例如是热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(Resistancetemperaturedetector，RTD)或是集成电路(Integratedcircuit，IC)温度感测器，本专利技术不限制温度感测器30的种类或数量。温度感测器30设置于受控区以取得受控区的侦测温度，所述的侦测温度例如是空间的温度或是指定电子元件的温度。增益调度(GainScheduling)是指用一系列的线性控制器控制非线性系统，设法在不同的系统工作点提供适当的控制。增益调度选用一个或多个可观测的变量(称为调度变量)来判断系统目前工作的条件，以及需要使用哪一个控制器。在本专利技术一实施例中，增益调度(GainScheduling)单元50例如是一微处理器(Microprocessor)或系统单芯片(SystemonChip，SoC)，调度变量则是温度感测器30取得的感测温度。总体而言，增益调度单元50根据感测温度值从多个参数调度(parameterschedule)中选择一个参数调度发送给PID控制器70。在另一实施例中，增益调度单元50预先设置一额定温度的预设值，称为设定点(set-point)。再将此设定点与侦测温度值相减，得出一误差值后取绝对值；增益调度单元50据此温度误差的绝对值作为参数调度的判断条件。承上所述，本专利技术不特别限制调度变量的应用形式，但实务上通常采用侦测温度配合额定温度定义增益，调度单元50从多个参数调度中选择某个参数调度的匹配条件。前述的多个参数调度包括一初始参数组合及至少一降温参数组合，降温参数组合则至少包括第一参数组合及第二参数组合，故增益调度单元50具有至少三个参数组合，下表为本专利技术一实施例中，三个参数组合的范例。设定点91℃侦测温度PV(k)KcTiTd第二参数组合PV(k)≥89℃3140.5第一参数组合PV(k)≥76℃8360.5初始参数组合PV(k)≥-109℃000请参考上表。每个参数组合皆包括三个PID常数：比例项常数Kc、积分项常数Ti以及微分项常数Td。必须特别强调的是：在初始参数组合当中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度控制装置，适用于一服务器，其特征在于，包括：一风扇，用于驱动气流而调整一受控区的温度；一温度感测器，设置于该受控区以取得该受控区的一侦测温度；一增益调度单元，电性连接该温度感测器，该增益调度单元根据该侦测温度从多个参数调度中选择一参数调度，其中该些参数调度包括一初始参数组合及至少一降温参数组合，该至少一降温参数组合至少包括一第一参数组合及一第二参数组合；在该侦测温度大于或等于一初始温度且小于该第一温度时，该增益调度单元选择该初始参数组合；在该侦测温度大于或等于该第一温度且小于该第二温度时，该增益调度单元选择该第一参数组合；在该侦测温度大于或等于该第二温度时，该增益调度单元选择该第二参数组合；其中该第二温度大于该第一温度且该第一温度大于该初始温度；以及一比例积分微分控制器，电性连接于该风扇及该增益调度单元，该比例积分微分控制器选择性地根据该初始参数组合或该至少一降温参数组合控制该风扇。

【技术特征摘要】
1.一种温度控制装置，适用于一服务器，其特征在于，包括：一风扇，用于驱动气流而调整一受控区的温度；一温度感测器，设置于该受控区以取得该受控区的一侦测温度；一增益调度单元，电性连接该温度感测器，该增益调度单元根据该侦测温度从多个参数调度中选择一参数调度，其中该些参数调度包括一初始参数组合及至少一降温参数组合，该至少一降温参数组合至少包括一第一参数组合及一第二参数组合；在该侦测温度大于或等于一初始温度且小于该第一温度时，该增益调度单元选择该初始参数组合；在该侦测温度大于或等于该第一温度且小于该第二温度时，该增益调度单元选择该第一参数组合；在该侦测温度大于或等于该第二温度时，该增益调度单元选择该第二参数组合；其中该第二温度大于该第一温度且该第一温度大于该初始温度；以及一比例积分微分控制器，电性连接于该风扇及该增益调度单元，该比例积分微分控制器选择性地根据该初始参数组合或该至少一降温参数组合控制该风扇。2.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，该温度控制装置用于控制一环境温度或一元件温度于一额定温度以下，该温度感测器根据该环境温度或该元件温度取得该侦测温度，且该该额定温度大于或等于该第二温度。3.根据权利要求1所述的温度控制装置，其特征在于，该初始参数组合中具有多个初始参数，且该些初始参数的值均为0。4.根据权利要求1所述的温度控制装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建明，童凯炀，林茂青，吴善恒，陈威宇，
申请(专利权)人：英业达科技有限公司，英业达股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31