本發(fā)明涉及一種基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法，屬于服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
服務(wù)器正常運(yùn)行期間往往會(huì)產(chǎn)生大量熱量，散熱系統(tǒng)能夠確保服務(wù)器始終工作在運(yùn)行溫度范圍內(nèi)，確保設(shè)備的安全和穩(wěn)定。冷卻風(fēng)扇以其低成本、高可靠性以及壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于服務(wù)器的散熱系統(tǒng)。服務(wù)器主機(jī)上的冷卻風(fēng)扇按照冷卻對(duì)象的不同可以分為cpu風(fēng)扇、顯卡風(fēng)扇和機(jī)箱風(fēng)扇等。機(jī)箱風(fēng)扇處在其他風(fēng)扇出風(fēng)通路的下游，負(fù)責(zé)將整機(jī)內(nèi)的熱量通過(guò)設(shè)計(jì)的風(fēng)道送出機(jī)箱。
服務(wù)器中通常會(huì)設(shè)置多個(gè)機(jī)箱風(fēng)扇，它們并排安插在風(fēng)扇電路基板上，通過(guò)基板實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇的供電、調(diào)速和測(cè)速。通過(guò)ipmi登錄服務(wù)器的遠(yuǎn)程控制界面即可看到風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)信息。
目前對(duì)于服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇的控制策略一般是通過(guò)讀取機(jī)箱內(nèi)的傳感器獲取實(shí)時(shí)溫度，然后與設(shè)定溫度計(jì)算差值，依據(jù)差值設(shè)定機(jī)箱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)于設(shè)定值，以保證機(jī)箱內(nèi)的溫度處于設(shè)定范圍內(nèi)。一般而言，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制為閉環(huán)控制，通過(guò)讀取風(fēng)扇的測(cè)速脈沖信號(hào)計(jì)算出風(fēng)扇的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，與設(shè)定轉(zhuǎn)速計(jì)算差值，根據(jù)差值得出控制風(fēng)扇的pwm數(shù)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇設(shè)定轉(zhuǎn)速的跟蹤。
上述風(fēng)扇控制策略是以風(fēng)扇正常運(yùn)行為前提的，但是當(dāng)風(fēng)扇的測(cè)速機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障時(shí)，受風(fēng)扇閉環(huán)控制策略的控制，風(fēng)扇會(huì)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制運(yùn)行期間出現(xiàn)較大的噪聲和額外的功耗輸出。
例如，中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)106681458a公開(kāi)了一種pid風(fēng)扇調(diào)控策略保護(hù)方法。本發(fā)明的pid風(fēng)扇調(diào)控策略保護(hù)方法，設(shè)置cpu溫度保護(hù)點(diǎn)，在pid調(diào)控策略中增加邏輯語(yǔ)句，當(dāng)cpu溫度低于溫度保護(hù)點(diǎn)時(shí)，pid調(diào)控策略按照正常pid計(jì)算方法輸出風(fēng)扇pwm值，當(dāng)cpu溫度超過(guò)溫度保護(hù)點(diǎn)時(shí)，pid調(diào)控策略對(duì)pwm值增加一個(gè)定量再輸出給風(fēng)扇，調(diào)控風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)避免cpu過(guò)溫。該發(fā)明的根據(jù)實(shí)際情況調(diào)控風(fēng)扇的pwm值，提高散熱能力，從而避免cpu過(guò)溫。上述調(diào)控機(jī)制就是以測(cè)速機(jī)構(gòu)工作正常為前提的，一旦測(cè)速機(jī)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，上述調(diào)控機(jī)構(gòu)將無(wú)法正常運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法。
發(fā)明概述：
本發(fā)明所述基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法，首先確定機(jī)箱風(fēng)扇的型號(hào)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或其手冊(cè)得出覆蓋風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)全部范圍的轉(zhuǎn)速數(shù)值與pwm數(shù)值采樣表，并設(shè)定合理的風(fēng)扇測(cè)速故障下限閾值；進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制之前首先進(jìn)行風(fēng)扇測(cè)速的故障診斷，如果風(fēng)扇測(cè)速正常，使用pid進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制，并更新或增加pid輸出的pwm數(shù)值和實(shí)際轉(zhuǎn)速，實(shí)時(shí)更新優(yōu)化查詢表；如果風(fēng)扇測(cè)速故障，通過(guò)查閱查詢表進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的開(kāi)環(huán)控制。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法，包括步驟如下：
1)風(fēng)扇測(cè)速的故障診斷；設(shè)定風(fēng)扇pwm數(shù)值，將速度比值p與設(shè)定的下限閾值進(jìn)行對(duì)比，如果速度比值p小于下限閾值，判定風(fēng)扇測(cè)速機(jī)構(gòu)故障；所述速度比值p＝a/b；其中，a為實(shí)際測(cè)速值，b為理想轉(zhuǎn)速值；其中，理想轉(zhuǎn)速值通過(guò)查詢表查詢得到；所述查新表由pwm數(shù)值與理想轉(zhuǎn)速值組成的鍵值對(duì)構(gòu)成；為了確保測(cè)速故障診斷的正確性，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的多組采樣值(pwm數(shù)值和理想轉(zhuǎn)速值組成的鍵值對(duì))進(jìn)行風(fēng)扇測(cè)速故障的判斷，通過(guò)設(shè)定風(fēng)扇pwm數(shù)值為采樣值，得出實(shí)際的測(cè)速值，與理想轉(zhuǎn)速值進(jìn)行比對(duì)，得出百分比，如果該數(shù)值小于設(shè)定的下限閾值則認(rèn)為風(fēng)扇測(cè)速故障。
2)風(fēng)扇測(cè)速正常時(shí)的控制策略：當(dāng)風(fēng)扇測(cè)速正常時(shí)，風(fēng)扇的控制策略為閉環(huán)控制；實(shí)時(shí)檢測(cè)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，得到與理想轉(zhuǎn)速值b的差值，利用pid控制方式計(jì)算出控制風(fēng)扇所需要的pwm數(shù)值，并更新查詢表；
與傳統(tǒng)的控制方式不同的是，在實(shí)現(xiàn)正常控制的策略的同時(shí)，還需要記錄控制期間輸出的pwm數(shù)值與實(shí)際得到的測(cè)速數(shù)值，將pwm數(shù)值與測(cè)試數(shù)值以鍵值對(duì)的形式記錄(或更新)到控制系統(tǒng)的非易失存儲(chǔ)介質(zhì)中，更新查詢表，供風(fēng)扇測(cè)速故障時(shí)查詢使用。
3)風(fēng)扇測(cè)速故障時(shí)的控制策略：當(dāng)風(fēng)扇測(cè)速機(jī)構(gòu)故障時(shí)，將風(fēng)扇的控制策略為開(kāi)環(huán)控制，將風(fēng)扇pwm數(shù)值固定為設(shè)定的風(fēng)扇pwm數(shù)值，進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制。
一般情況下，當(dāng)風(fēng)扇測(cè)速失敗時(shí)，服務(wù)器會(huì)持續(xù)增加pwm的控制信號(hào)來(lái)試圖使風(fēng)扇達(dá)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速，實(shí)際上風(fēng)扇可能已經(jīng)達(dá)到了設(shè)定的轉(zhuǎn)速，由于風(fēng)扇測(cè)速故障，控制器并不知道實(shí)際轉(zhuǎn)速已經(jīng)符合要求，從而使得風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)于最大轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生很大的噪聲。而本發(fā)明中，如果判定測(cè)速機(jī)構(gòu)故障，將風(fēng)扇的控制改為開(kāi)環(huán)控制，進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制，避免上述問(wèn)題。由于服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇的工作負(fù)載一般不會(huì)有太大波動(dòng)，即使存在負(fù)載的變化，正常工作時(shí)也已經(jīng)進(jìn)行了采樣值的更新(即查詢表的更新)，因此，開(kāi)環(huán)控制下的轉(zhuǎn)速與實(shí)際的轉(zhuǎn)速不會(huì)相差太大，避免了風(fēng)扇測(cè)速故障時(shí)風(fēng)扇全速運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲和額外的功耗輸出。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，最初的查詢表通過(guò)查詢手冊(cè)得到或者通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到；確定服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇的型號(hào)后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試或是其手冊(cè)得出覆蓋風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)全部范圍的轉(zhuǎn)速數(shù)值與pwm數(shù)值采樣表，即所述查詢表。
進(jìn)一步優(yōu)選的，所述實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法為，通過(guò)可調(diào)節(jié)直流電源、信號(hào)發(fā)生器和脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)風(fēng)扇的特性進(jìn)行采樣，獲得風(fēng)扇控制脈沖pwm數(shù)值與實(shí)際轉(zhuǎn)速的采樣表。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟2)中的閉環(huán)控制通過(guò)pid控制軟件實(shí)現(xiàn)。通過(guò)觀察控制效果優(yōu)化pid的調(diào)節(jié)參數(shù)可調(diào)整控制精度，根據(jù)控制準(zhǔn)確度設(shè)定合理的故障診斷下限閾值。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述查詢表存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)介質(zhì)的固定位置，所述下限閾值存儲(chǔ)在查詢表之后的位置。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述下限閾值為80％。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述查詢表如下：
本發(fā)明的有益效果為：
1.本發(fā)明所述基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法，通過(guò)預(yù)設(shè)兩種風(fēng)扇控制策略來(lái)應(yīng)對(duì)風(fēng)扇測(cè)速正常和測(cè)速失敗兩種情況下的轉(zhuǎn)速控制，提高風(fēng)扇控制的容錯(cuò)性，保證在風(fēng)扇測(cè)速故障的情況下依舊維持風(fēng)扇的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明所述基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不限于此。
實(shí)施例1
如圖1所示。
一種基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法，包括步驟如下：
1)風(fēng)扇測(cè)速的故障診斷；設(shè)定風(fēng)扇pwm數(shù)值，將速度比值p與設(shè)定的下限閾值進(jìn)行對(duì)比，如果速度比值p小于下限閾值，判定風(fēng)扇測(cè)速機(jī)構(gòu)故障；所述速度比值p＝a/b；其中，a為實(shí)際測(cè)速值，b為理想轉(zhuǎn)速值；其中，理想轉(zhuǎn)速值通過(guò)查詢表查詢得到；所述查新表由pwm數(shù)值與理想轉(zhuǎn)速值組成的鍵值對(duì)構(gòu)成；為了確保測(cè)速故障診斷的正確性，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的多組采樣值(pwm數(shù)值和理想轉(zhuǎn)速值組成的鍵值對(duì))進(jìn)行風(fēng)扇測(cè)速故障的判斷，通過(guò)設(shè)定風(fēng)扇pwm數(shù)值為采樣值，得出實(shí)際的測(cè)速值，與理想轉(zhuǎn)速值進(jìn)行比對(duì)，得出百分比，如果該數(shù)值小于設(shè)定的下限閾值則認(rèn)為風(fēng)扇測(cè)速故障。
2)風(fēng)扇測(cè)速正常時(shí)的控制策略：當(dāng)風(fēng)扇測(cè)速正常時(shí)，風(fēng)扇的控制策略為閉環(huán)控制；實(shí)時(shí)檢測(cè)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，得到與理想轉(zhuǎn)速值b的差值，利用pid控制方式計(jì)算出控制風(fēng)扇所需要的pwm數(shù)值，并更新查詢表；
與傳統(tǒng)的控制方式不同的是，在實(shí)現(xiàn)正?？刂频牟呗缘耐瑫r(shí)，還需要記錄控制期間輸出的pwm數(shù)值與實(shí)際得到的測(cè)速數(shù)值，將pwm數(shù)值與測(cè)試數(shù)值以鍵值對(duì)的形式記錄(或更新)到控制系統(tǒng)的非易失存儲(chǔ)介質(zhì)中，更新查詢表，供風(fēng)扇測(cè)速故障時(shí)查詢使用。
3)風(fēng)扇測(cè)速故障時(shí)的控制策略：當(dāng)風(fēng)扇測(cè)速機(jī)構(gòu)故障時(shí)，將風(fēng)扇的控制策略為開(kāi)環(huán)控制，將風(fēng)扇pwm數(shù)值固定為設(shè)定的風(fēng)扇pwm數(shù)值，進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制。
一般情況下，當(dāng)風(fēng)扇測(cè)速失敗時(shí)，服務(wù)器會(huì)持續(xù)增加pwm的控制信號(hào)來(lái)試圖使風(fēng)扇達(dá)到設(shè)定的轉(zhuǎn)速，實(shí)際上風(fēng)扇可能已經(jīng)達(dá)到了設(shè)定的轉(zhuǎn)速，由于風(fēng)扇測(cè)速故障，控制器并不知道實(shí)際轉(zhuǎn)速已經(jīng)符合要求，從而使得風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)于最大轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生很大的噪聲。而本實(shí)施例中，如果判定測(cè)速機(jī)構(gòu)故障，將風(fēng)扇的控制改為開(kāi)環(huán)控制，進(jìn)行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制，避免上述問(wèn)題。由于服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇的工作負(fù)載一般不會(huì)有太大波動(dòng)，即使存在負(fù)載的變化，正常工作時(shí)也已經(jīng)進(jìn)行了采樣值的更新(即查詢表的更新)，因此，開(kāi)環(huán)控制下的轉(zhuǎn)速與實(shí)際的轉(zhuǎn)速不會(huì)相差太大，避免了風(fēng)扇測(cè)速故障時(shí)風(fēng)扇全速運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲和額外的功耗輸出。
實(shí)施例2
如實(shí)施例1所述的基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法，所不同的是，最初的查詢表通過(guò)查詢手冊(cè)得到或者通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到；確定服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇的型號(hào)后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試或是其手冊(cè)得出覆蓋風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)全部范圍的轉(zhuǎn)速數(shù)值與pwm數(shù)值采樣表，即所述查詢表。
實(shí)施例3
如實(shí)施例2所述的基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法，所不同的是，所述實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法為，通過(guò)可調(diào)節(jié)直流電源、信號(hào)發(fā)生器和脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)風(fēng)扇的特性進(jìn)行采樣，獲得風(fēng)扇控制脈沖pwm數(shù)值與實(shí)際轉(zhuǎn)速的采樣表。
實(shí)施例4
如實(shí)施例1所述的基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法，所不同的是，所述步驟2)中的閉環(huán)控制通過(guò)pid控制軟件實(shí)現(xiàn)。通過(guò)觀察控制效果優(yōu)化pid的調(diào)節(jié)參數(shù)可調(diào)整控制精度，根據(jù)控制準(zhǔn)確度設(shè)定合理的故障診斷下限閾值。
實(shí)施例5
如實(shí)施例1所述的基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法，所不同的是，所述查詢表存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)介質(zhì)的固定位置，所述下限閾值存儲(chǔ)在查詢表之后的位置。
實(shí)施例6
如實(shí)施例1所述的基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法，所不同的是，所述下限閾值為80％。
實(shí)施例7
如實(shí)施例1所述的基于冗余控制策略的服務(wù)器機(jī)箱風(fēng)扇控制方法，所不同的是，所述查詢表如下：