一种服务器风扇控制方法及系统技术方案

本申请公开了一种服务器风扇控制方法及系统，该方法包括：利用电机传递函数确定直流电动机的线性模型，根据线性模型和非线性模型确定其第一综合模型，根据跟踪误差，将第一综合模型转换为第四综合模型，根据所述第四综合模型，确定直流电动机运动的加速度函数；对加速度函数进行积分得出服务器风扇转速函数；对服务器风扇转速函数进行积分得到服务器风扇的位置函数。该系统包括：线性模型确定模块、非线性模型计算模块、第一综合模型确定模块、转换模块、加速度函数确定模块、转速函数确定模块和位置函数确定模块。通过本申请，能够有效提高对服务器风扇的转速和位置跟踪的及时性，提高控制的准确性，进而提高服务器风扇的散热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种服务器风扇控制方法及系统
本申请涉及服务器散热
，特别是涉及一种服务器风扇控制方法及系统。
技术介绍
随着服务器技术的发展，其运算速率、运行时间以及数据吞吐量都在提高，而且服务器的硬件结构也越来越复杂，相应地，整个服务器的散热量也较大。如何利用服务器风扇对服务器进行散热，从而确保各部件运行的稳定性，是个重要的技术问题。目前的服务器风扇控制方案，通常是指控制风扇转速。具体地，利用BMC(BaseboardManagementController，基板管理控制器)直接输出PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)波给到电机，通过电机控制服务器风扇转速，BMC通过改变PWM波的占空比进行转速控制。然而，目前的服务器风扇控制方案中，由于PWM控制具有滞后性，BMC对风扇转速跟踪的不够及时，使得服务器风扇的散热不够及时。而且目前的服务器风扇控制方案只是控制风扇转速，也无法对风扇的位置进行控制，控制的准确性不够高。
技术实现思路
本申请提供了一种服务器风扇控制方法及系统，以解决现有技术中对服务器风扇的转速的跟踪及时性较差、控制的准确性不够高的问题。为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：一种服务器风扇控制方法，所述方法包括：利用电机传递函数确定服务器风扇中直流电动机的线性模型，其中，为直流电动机运动的加速度，为风扇转速，x为风扇转速为0时停止的位置，M、D、Fm、Fload分别表示力学参数中惯性、粘性、产生的力和负载力；u，Ia，Ra，La分别表示输入直线电压、电枢电流、电枢电阻和电枢电感；Kf表示电动机能转换参数；Ke是反电动势电动机常数；利用公式计算得出直流电动机的非线性模型，其中Fripple为波动力，Ffriction为非线性电磁力；根据所述线性模型和非线性模型，确定直流电动机第一综合模型为：根据跟踪误差，将所述第一综合模型转换为等价状态空间形式的直流电动机第四综合模型：其中，x1、x2和x3为系统状态变量，且x2＝e，根据所述第四综合模型，确定直流电动机运动的加速度函数对所述加速度函数进行一次积分，计算得出服务器风扇转速函数对所述服务器风扇转速函数进行一次积分，计算得出服务器风扇的位置函数x(t)。可选地，所述根据跟踪误差，将所述第一综合模型转换为等价状态空间形式的直流电动机第四综合模型，包括：定义将所述第一综合模型转换为直流电动机第二综合模型：其中，为假设平滑的非线性函数；定义跟踪误差e＝xd-x，根据所述第二综合模型，确定直流电动机第三综合模型：其中，xd为风扇转速为0时停止的实际位置，x为风扇转速为0时停止的目标位置；定义系统状态变量x＝[x1,x2,x3]T，将第三综合模型转换为等价状态空间形式的直流电动机第四综合模型。可选地，对输入直线电压进行前馈控制、反馈控制和RBF(RadialBasisFunction，径向基函数)适配器控制。可选地，所述反馈控制为全状态反馈的PID控制。可选地，所述对输入直线电压进行前馈控制、反馈控制和非线性RBF适配器控制的方法，具体为：利用公式u＝uFF+uRBF+uPID，计算输入直线电压，其中，前馈控制电压反馈控制电压uPID＝Kx＝kx1+kd1x2+kd2x3，非线性RBF函数为：可选地，非线性电磁力Ffriction的计算公式为：其中，Fs表示静摩擦力，Fc表示库伦摩擦最小值，和Fv为润滑和负载参数，δ为经验参数。一种服务器风扇控制系统，所述系统包括：线性模型确定模块，用于利用电机传递函数确定服务器风扇中直流电动机的线性模型，其中，为直流电动机运动的加速度，为风扇转速，x为风扇转速为0时停止的位置，M、D、Fm、Fload分别表示力学参数中惯性、粘性、产生的力和负载力；u，Ia，Ra，La分别表示输入直线电压、电枢电流、电枢电阻和电枢电感；Kf表示电动机能转换参数；Ke是反电动势电动机常数；非线性模型计算模块，用于利用公式计算得出直流电动机的非线性模型，其中Fripple为波动力，Ffriction为非线性电磁力；第一综合模型确定模块，用于根据所述线性模型和非线性模型，确定直流电动机第一综合模型为：转换模块，用于根据跟踪误差，将所述第一综合模型转换为等价状态空间形式的直流电动机第四综合模型：其中，x1、x2和x3为系统状态变量，且x2＝e，加速度函数确定模块，用于根据所述第四综合模型，确定直流电动机运动的加速度函数转速函数确定模块，用于对所述加速度函数进行一次积分，计算得出服务器风扇转速函数位置函数确定模块，用于对所述服务器风扇转速函数进行一次积分，计算得出服务器风扇的位置函数x(t)。可选地，所述转换模块包括：第二综合模型确定单元，用于定义将所述第一综合模型转换为直流电动机第二综合模型：其中，为假设平滑的非线性函数；第三综合模型确定单元，用于定义跟踪误差e＝xd-x，根据所述第二综合模型，确定直流电动机第三综合模型：其中，xd为风扇转速为0时停止的实际位置，x为风扇转速为0时停止的目标位置；第四综合模型确定单元，用于定义系统状态变量x＝[x1,x2,x3]T，将第三综合模型转换为等价状态空间形式的直流电动机第四综合模型。可选地，所述系统中还包括有：控制模块，用于对输入直线电压进行前馈控制、反馈控制和RBF适配器控制，确定输入直线电压。可选地，所述控制模块包括：前馈控制单元，用于利用公式计算得出前馈控制电压；反馈控制单元，用于利用公式uPID＝Kx＝kx1+kd1x2+kd2x3，计算得出反馈控制电压；非线性RBF适配器控制单元，用于利用公式计算得出非线性RBF电压。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请提供一种服务器风扇控制方法，该方法首先利用电机传递函数确定服务器风扇中直流电动机的线性模型，然后计算直流电动机的非线性模型，根据两个模型确定直流电动机的第一综合模型，对第一综合模型进行转换，最终转换为第四综合模型，最后根据第四综合模型确定直流电动机运动的加速度函数，对加速度函数积分即可计算得出服务器风扇的转速函数，对转速函数进行积分，即可计算得出服务器风扇的位置函数，从而能够根据设定的风扇转速和设定的停止位置，更加准确地控制服务器风扇的实际转速和实际位置，转速和位置的跟踪及时性好，控制的准确性高，有利于提高服务器风扇的散热效率。本实施例中的控制方法包括对服务器风扇停止位置的控制，能够避免风扇转速降为0后继续振动产生的噪音，能够有效减少噪音，提高用户体验。本实施例中所建立的综合模型能够考虑到直流电动机的线性模型，还能够考虑到波动力、非线性电磁力等非线性模型，综合更多的因素实现对服务器风扇转速的控制，有利于进一步提高对服务器风扇的转速和位置跟踪的及时性，从而提高控制的准确性，提高服务器风扇的散热效率。本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种服务器风扇控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n利用电机传递函数

【技术特征摘要】
1.一种服务器风扇控制方法，其特征在于，所述方法包括：
利用电机传递函数确定服务器风扇中直流电动机的线性模型，其中，为直流电动机运动的加速度，为风扇转速，x为风扇转速为0时停止的位置，M、D、Fm、Fload分别表示力学参数中惯性、粘性、产生的力和负载力；u，Ia，Ra，La分别表示输入直线电压、电枢电流、电枢电阻和电枢电感；Kf表示电动机能转换参数；Ke是反电动势电动机常数；
利用公式计算得出直流电动机的非线性模型，其中Fripple为波动力，Ffriction为非线性电磁力；
根据所述线性模型和非线性模型，确定直流电动机第一综合模型为：
根据跟踪误差，将所述第一综合模型转换为等价状态空间形式的直流电动机第四综合模型：其中，x1、x2和x3为系统状态变量，且x2＝e，
根据所述第四综合模型，确定直流电动机运动的加速度函数
对所述加速度函数进行一次积分，计算得出服务器风扇转速函数
对所述服务器风扇转速函数进行一次积分，计算得出服务器风扇的位置函数x(t)。


2.根据权利要求1所述的一种服务器风扇控制方法，其特征在于，所述根据跟踪误差，将所述第一综合模型转换为等价状态空间形式的直流电动机第四综合模型，包括：
定义将所述第一综合模型转换为直流电动机第二综合模型：其中，为假设平滑的非线性函数；
定义跟踪误差e＝xd-x，根据所述第二综合模型，确定直流电动机第三综合模型：其中，xd为风扇转速为0时停止的实际位置，x为风扇转速为0时停止的目标位置；
定义系统状态变量x＝[x1,x2,x3]T，将第三综合模型转换为等价状态空间形式的直流电动机第四综合模型。


3.根据权利要求1所述的一种服务器风扇控制方法，其特征在于，对输入直线电压进行前馈控制、反馈控制和RBF适配器控制。


4.根据权利要求3所述的一种服务器风扇控制方法，其特征在于，所述反馈控制为全状态反馈的PID控制。


5.根据权利要求4所述的一种服务器风扇控制方法，其特征在于，所述对输入直线电压进行前馈控制、反馈控制和非线性RBF适配器控制的方法，具体为：
利用公式u＝uFF+uRBF+uPID，计算输入直线电压，其中，前馈控制电压反馈控制电压uPID＝Kx＝kx1+kd1x2+kd2x3，非线性RBF函数为：


6.根据权利要求1-5中任一所述的一种服务器风扇控制方法，其特征在于，非线性电磁力Ffriction的计算公式为：其中，Fs表示静摩擦力，Fc表示库伦摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘法志，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32