[發明專利]一種使用二階滑模估測的風扇功率控制方法和系統

有效

• 申請號: 202010078880.X
• 申請日: 2020-02-03
• 公開（公告）號: CN111237233B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 陳治宇
• 申請（專利權）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00;G06F1/20
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 胡艷華;解婷婷

本發明實施例公開了一種使用二階滑模估測的風扇功率控制方法和系統，所述方法包括：通過二階滑模估測計算求得風扇的轉速估測值，由轉速與最大功率點關系式求得風扇最大功率的最大功率參考電流；根據所述最大功率參考電流，通過控制脈沖寬度調制PWM開關切換進行系統的最大功率追蹤，控制使所述風扇穩定操作于最大功率點上。本發明實施例通過應用非線性控制的二階滑模估測器估算風扇系統最大功率點，進而使系統風扇持續運作于最大功率點上，達到系統自動微調和硬件自動微調的功能，使系統與硬件更有效率。

技術領域

本發明涉及風扇功率控制技術，尤指使用二階滑模估測的風扇功率控制方法和系統。

背景技術

一般通用服務均含有基板管理控制器(Baseboard Management Controller，BMC)芯片，BMC作為系統管理軟件與智能平臺管理總線(IPMB)、智能機箱管理總線(ICMB)接口之間的網路網關使用，是控制系統的管理軟件和管理硬件之間的接口，通過與BMC的通訊可以實現對各個被管理組件的管理控制，風扇即是通過BMC做轉速控制管理，偵測風扇轉速、CPU溫度，當CPU溫度過高或風扇轉速過低時，發出警報信息。CPU溫度過高時，風扇轉速加快，隨著CPU溫度自動調節風扇轉速，讓風扇的運作更加有效率。

一般常見的風扇轉速控制是通過BMC獲得主機硬件信息，例如：CPU溫度、風扇轉速、電壓值、電源狀態等信息。下達指令發送請求消息數據(Request Message Data)，回傳硬件目前狀態的信息，例如：CPU溫度、風扇轉速、電壓值、電源狀態等信息，之后回傳響應消息數據(Response Message Data)。假設目前CPU溫度過高，超過硬件事件發生門坎值，則BMC發送簡單網絡管理協議(Simple Network Management Protocol，SNMP)陷阱(trap)到中央管理服務器，當CPU溫度過高時，風扇轉速加快，使CPU溫度回復正常數值，隨著CPU溫度自動調節風扇轉速，采取相對應的措施解決事件。

通過偵測硬件門坎值來達到轉速控制有延遲反應的疑慮，當系統風扇維持在高轉速時，如果受監測硬件，如CPU已回到正常溫度，當BMC讀取到CPU溫度已降到正常，風扇不需再高速運轉時調整脈沖寬度調制(PWM)訊號將風扇轉速降至中低轉速，這個過程中信息傳輸及調整轉速所需的時間會造成風扇不必要的能量損耗。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種使用二階滑模估測的風扇功率控制方法和系統，通過應用非線性控制的二階滑模估測器估算風扇系統最大功率點，進而使系統風扇持續運作于最大功率點上，達到系統自動微調和硬件自動微調的功能，使系統與硬件更有效率。

為了達到本發明目的，一方面，本發明實施例提供了一種使用二階滑模估測的風扇功率控制方法，包括：

通過二階滑模估測計算求得風扇的轉速估測值，由轉速與最大功率點關系式求得風扇最大功率的最大功率參考電流；

根據所述最大功率參考電流，通過控制脈沖寬度調制PWM開關切換進行系統的最大功率追蹤，控制使所述風扇穩定操作于最大功率點上。

進一步地，所述方法包括：采用二階滑模算法構成二階滑模微分估計器，以獲取電流誤差微分信號。

進一步地，所述方法包括：

采用超螺旋算法建立電流誤差信號微分估計器。

進一步地，所述方法包括：

風扇無刷直流電機中性點電壓由2個并聯的線性無關的一階電流模型，整理成線電壓的狀態空間形式。

進一步地，所述方法包括：

由無刷直流電機線電流誤差構成滑模面。

另一方面，本發明實施例還提供了一種使用二階滑模估測的風扇功率控制系統，包括：