一种散热装置的控制方法及系统制造方法及图纸

本公开提供了一种散热装置的控制方法及系统，散热装置用于为计算设备散热，设置计算设备的目标参数值；启动计算设备，并检测计算设备的当前参数值；判断当前参数值与目标参数值的差值是否小于阈值，如果是，利用第一控制律对散热装置的工作参数进行控制；否则，利用第二控制律对散热装置的工作参数进行控制。

Control Method and System of a Heat Dissipator

【技术实现步骤摘要】
一种散热装置的控制方法及系统
本公开涉及散热
，尤其涉及一种散热装置的控制方法及系统。
技术介绍
随着电子技术的发展，为了满足高性能和便携式的需求，计算设备的计算和处理能力越来越强，其在运行过程中产生的热量越来越大。为了使计算设备能够正常工作，常采用各种散热装置，例如风扇，对计算设备进行散热，以避免温度过高造成设备性能下降或损坏。PID控制器广泛用于各个领域，以对控制对象进行控制。当利用风扇为计算设备散热时，常采用PID控制来控制风扇的转速。现有技术中，通常不分情况地采用PID控制风扇，容易导致控制过程的调节时间长、风扇噪声大等问题。同时，PID的控制参数多是根据经验设置，导致调节时间长、控制效率不高。而且风扇的初始转速值往往设置为0或随意设置，也导致调节时间长、噪声大的问题。公开内容(一)要解决的技术问题针对上述技术问题，本公开提供了一种散热装置的控制方法及系统。(二)技术方案本公开提供了一种散热装置的控制方法，所述散热装置用于为计算设备散热，所述控制方法包括：设置所述计算设备的目标参数值；启动所述计算设备，并检测所述计算设备的当前参数值；判断所述当前参数值与所述目标参数值的差值是否小于阈值，如果是，利用第一控制律对所述散热装置的工作参数进行控制；否则，利用第二控制律对所述散热装置的工作参数进行控制。本公开还提供了一种散热装置的控制系统，所述散热装置用于为计算设备散热，所述控制系统包括：第一传感器，用于检测所述计算设备的当前参数值；输入装置，用于接收所述计算设备的目标参数值；控制装置，连接所述第一传感器和所述输入装置，用于启动所述计算设备，并判断所述当前参数值与所述目标参数值的差值是否小于阈值，如果是，利用第一控制律对所述散热装置的工作参数进行控制；否则，利用第二控制律对所述散热装置的工作参数进行控制。本公开还提供了一种计算设备，包括：散热装置和散热装置的控制系统，所述控制系统采用上述控制系统。(三)有益效果(1)根据计算设备的当前温度值和目标温度值的差值大小对风扇转速采取不同的控制律，减少了对风扇转速的频繁调节，有利于降低噪声，并降低功耗。(2)利用实验确定的一组参数的PID控制对风扇转速进行控制，相对于传统的根据经验设置PID参数，可减少调试时间，节省大量人力和时间，并且控制精度高，控制效果好。(3)通过将风扇的初始转速值设置为对应的稳定转速值，相对于将初始转速值设为0或随意设置，可大幅减少控制过程中的调节时间，降低噪声和功耗，改善控制效果。附图说明图1为本公开第一实施例散热装置的控制方法的流程图。图2为空气进入风扇时的温度与风扇的稳定转速的关系图。图3为本公开第三实施例散热装置的控制系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合实施例和实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。本公开第一实施例的提供了一种散热装置的控制方法，散热装置安装于计算设备，并利用工作介质对计算设备散热。如图1所示，该控制方法包括：步骤S101：设置所述计算设备的目标参数值；步骤S102：启动计算设备，并检测所述计算设备的当前参数值；步骤S103：判断所述当前参数值与所述目标参数值的差值是否小于阈值，如果是，利用第一控制律对所述散热装置的工作参数进行控制；否则，利用第二控制律对所述散热装置的工作参数进行控制。以下以散热装置为风扇、工作介质为空气为例对该控制方法进行说明。风扇安装于计算设备上，例如计算设备的外壳上，并利用空气对计算设备进行散热。需要说明的是，以下说明仅是为了方便描述，本实施例的控制方法适用于除风扇、空气之外的其他各种散热装置、工作介质。本实施例的参数是指温度。步骤S101设置计算设备的目标温度值。该目标温度值可根据计算设备及其工况来综合确定，例如计算设备的功率、其各个部件的温度承受范围等因素。步骤S102中，当计算设备开始工作后，检测计算设备的当前温度值。此时风扇开始利用空气为计算设备散热。步骤S103中，首先计算当前温度值和目标温度值的差值，再判断该差值是否小于阈值，所述工作参数是指风扇的转速。其中该阈值可根据计算设备及其工况来综合确定。当目标温度值为Ttarget，当前温度值为Tnow，则当前温度值与目标温度值的差值定义为：Dt＝|Tnow-Ttarget|(1)在一个示例中，所述阈值为5。那么当Dt＜5时，利用第一控制律对风扇的转速进行控制；当Dt≥5时，利用第二控制律对风扇的转速进行控制。其中，所述第一控制律为PID控制。当Dt≤-5时，所述第二控制律包括：将风扇的转速F设置为风扇的最小转速Fmin。当Dt≥5时，所述第二控制律包括：将风扇的转速F设置为风扇的最大转速Fmax。计算设备可通过冷启动与热启动开始工作。冷启动时，计算设备的当前温度值接近环境温度而远离其目标温度值，即当前温度值和目标温度值的差值一般大于等于阈值。热启动时，计算设备的当前温度值存在两种情况：1、已经处于其目标温度值附近；2、超过了目标温度值。第1种情况，当前温度值和目标温度值的差值一般小于阈值；第2种情况，当前温度值和目标温度值的差值一般大于等于阈值。此时如果不进行及时控制，计算设备的温度可能会温度过高。由于计算设备存在冷启动和热启动两种情况，即计算设备启动时的初始温度差别较大，使用一种控制律很难获得良好的控制效果。因此，本实施例根据当前温度值和目标温度值的差值大小对风扇转速采取不同的控制律，只有满足一定条件时，才会采用PID控制律。当差值大于等于阈值时，例如Dt＜-5时，风扇以最小转速Fmin运转，这可以实现计算设备的快速升温，尽快达到目标温度值，调节时间短，同时采用最小转速Fmin还可以降低风扇噪声；Dt＞5时，风扇以最大转速Fmax运转，可以实现计算设备的快速降温，保证计算设备的安全，调节时间短。只有当差值小于阈值时，例如-5＜Dt＜5，采用PID控制调节风扇的转速，这样可以尽量减少对风扇转速的频繁调节，有利于降低噪声，并降低功耗。所述PID控制，即比例(Proportion)、积分(Integral)、微分(Differential)控制，包括：比例单元、积分单元和微分单元，分别包括比例系数、积分时间常数、微分时间常数共三个参数，这三个参数决定了控制过程以及控制效果。本实施例通过实验来确定PID控制的三个参数，具体包括：首先，根据经验设置PID控制的一组参数，得到实验用PID控制器。然后，设置计算设备的第一目标温度值T1，启动计算设备，采用实验用PID控制器对风扇的转速进行控制。当控制稳定后，即计算设备的当前温度值在预定范围接近第一目标温度值后，记录此时的风扇第一转速F1，关闭计算设备。设置计算设备的第二目标温度值T2，再次启动计算设备，利用实验用PID控制器对风扇的转速进行控制。当控制稳定后，即计算设备的当前温度值在预定范围接近第二目标温度值后，记录此时的风扇第二转速F2。接着，根据第一目标温度值T1、第二目标温度值T2、风扇第一转速F1和风扇第一转速F2确定比例系数P，具体如下式所示：P＝(F1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散热装置的控制方法，其特征在于，所述散热装置用于为计算设备散热，所述控制方法包括：设置所述计算设备的目标参数值；启动所述计算设备，并检测所述计算设备的当前参数值；判断所述当前参数值与所述目标参数值的差值是否小于阈值，如果是，利用第一控制律对所述散热装置的工作参数进行控制；否则，利用第二控制律对所述散热装置的工作参数进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种散热装置的控制方法，其特征在于，所述散热装置用于为计算设备散热，所述控制方法包括：设置所述计算设备的目标参数值；启动所述计算设备，并检测所述计算设备的当前参数值；判断所述当前参数值与所述目标参数值的差值是否小于阈值，如果是，利用第一控制律对所述散热装置的工作参数进行控制；否则，利用第二控制律对所述散热装置的工作参数进行控制。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述当前参数值减去所述目标参数值大于或等于所述阈值时，所述第二控制律包括：将所述散热装置的工作参数设置为工作参数的最大值；当所述目标参数值减去所述当前参数值大于或等于所述阈值时，所述第二控制律包括：将所述散热装置的工作参数设置为工作参数的最小值。3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述目标参数值包括目标温度值；所述当前参数值包括当前温度值。4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述散热装置包括风扇；所述工作参数包括转速。5.如权利要求1至4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述第一控制律包括PID控制。6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，通过实验确定所述PID控制的比例系数、积分时间常数。7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述通过实验确定所述PID控制的比例系数包括：根据经验设置PID控制参数，得到实验用PID控制器；设置所述计算设备的第一目标参数值，利用所述实验用PID控制器控制所述散热装置的工作参数，得到所述散热装置的第一工作参数值；设置所述计算设备的第二目标参数值，利用所述实验用PID控制器控制所述散热装置的工作参数，得到所述散热装置的第二工作参数值；根据所述第一目标参数值、所述第一工作参数值、所述第二目标参数值和所述第二工作参数值确定所述比例系数。8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述比例系数为：P＝(F1-F2)/(T2-T1)其中，P为比例系数，T1为第一目标参数值，T2为第二目标参数值，F1为所述散热装置的第一工作参数值，F2为所述散热装置的第二工作参数值。9.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述通过实验确定所述PID控制的积分时间常数包括：所述散热装置以第一工作参数值运转，所述计算设备达到第一目标参数值；所述散热装置以第二工作参数值运转，且所述第二工作参数值小于所述第一工作参数值，经过预定时间后，所述计算设备达到第二目标参数值；根据所述第一目标参数值、所述第二目标参数值、所述第一工作参数值、所述第二工作参数值和所述预定时间确定所述积分时间常数。10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述积分时间常数为：I＝((F1-F2)/(T2-T1))/Ti其中，I为积分时间系数，T1为第一目标参数值，T2为第二目标参数值，F1为第一工作参数值，F2为第二工作参数值，Ti为预定时间。11.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述PID控制的微分时间常数为0。12.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述散热装置利用工作介质对所述计算设备散热；利用第一控制律对所述散热装置的工作参数进行控制包括：启动所述散热装置，获取所述工作介质进入所述散热装置时的参数与所述散热装置的稳定工作参数的关系式；检测所述工作介质进入所述散热装置时的参数值；将所述参数值代入所述关系式，得到所述散热装置的稳定工作参数值，并将所述稳定工作参数值作为所述散热装置的初始工作参数。13.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述关系式通过以下步骤确定：确定所述计算设备的实验目标参数值；将所述计算设备置于温度可控的环境中；设定多个环境温度，在每个所述环境温度下，开启所述散热装置并检测所述工作介质进入所述散热装置时的参数值；采用PID控制控制所述散热装置的工作参数，当所述计算设备稳定于所述实验目标参数值时，检测所述散热装置的稳定工作参数值；根据各个环境温度下的所述工作介质进入所述散热装置时的参数值以及所述散热装置的稳定工作参数值，拟合出所述关系式。14.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述工作介质包括空气；所述参数包括温度。15.一种散热装置的控制系统，其特征在于，所述散热装置用于为计算设备散热，所述控制系统包括：第一传感器，用于检测所述计算设备的当前参数值；输入装置，用于接收所述计算设备的目标参数值；控制装置，连接所述第一传感器和所述输入装置，用于启动所述计算设备，并判断所述当前参数值与所述目标参数值的差值是否小于阈值，如果是，利用第一控制律对所述散热装...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志立，张楠赓，
申请(专利权)人：杭州嘉楠耘智信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33