本文選題：模型預(yù)測控制 + 反饋控制　； 參考：《軟件學(xué)報》2017年02期

【摘要】：如今日益增長的數(shù)據(jù)中心能耗,特別是冷卻系統(tǒng)能耗已日益受到重視,降低系統(tǒng)能耗能夠減少數(shù)據(jù)中心碳排放.提出了一種基于模型預(yù)測控制(model prediction control,簡稱MPC)的節(jié)能調(diào)度策略,該策略可以有效地減小數(shù)據(jù)中心冷卻能耗.該方法采用動態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)技術(shù)來調(diào)整計算節(jié)點頻率,從而減少節(jié)點間的熱循環(huán);所有節(jié)點的峰值溫度可被保持在溫度閾值下,在任務(wù)的執(zhí)行中穩(wěn)態(tài)誤差較小.該方法可以通過動態(tài)頻率調(diào)節(jié)來抑制由于負(fù)載類型變化造成的模型不確定性帶來的內(nèi)部擾動,分析結(jié)果表明,基于模型預(yù)測的溫控算法系統(tǒng)開銷較小,具有良好的可擴(kuò)展性.基于該算法設(shè)計的控制器能夠有效地降低輸入溫度,提高數(shù)據(jù)中心能耗效率.通過在實際數(shù)據(jù)中心內(nèi)運行的模擬網(wǎng)上書店,該方法與安全最小熱傳遞算法和傳統(tǒng)反饋溫控算法這兩種經(jīng)典方法相比,無論是在正常條件下還是在擾動存在的情況下都能取得較好的溫度抑制效果,系統(tǒng)性能如吞吐率也達(dá)到最大.在相同的負(fù)載條件下,該方法能夠獲得最小的輸入峰值溫度和最小的冷卻能耗.
[Abstract]:Nowadays, increasing energy consumption of data center, especially cooling system, has been paid more and more attention. Reducing energy consumption of data center can reduce carbon emission of data center. An energy saving scheduling strategy based on model predictive control (model prediction control,) is proposed, which can effectively reduce cooling energy consumption in data center. The dynamic voltage frequency regulation technique is used to adjust the frequency of the node to reduce the thermal cycle between nodes. The peak temperature of all nodes can be kept at the temperature threshold and the steady-state error is small in the execution of the task. This method can restrain the internal disturbance caused by the uncertainty of the model due to the change of the load type through dynamic frequency regulation. The analysis results show that the temperature control algorithm based on the model prediction has less system overhead and good scalability. The controller designed based on this algorithm can effectively reduce the input temperature and improve the energy efficiency of the data center. This method is compared with two classical methods, the secure minimum heat transfer algorithm and the traditional feedback temperature control algorithm, by running the simulated online bookstores in the actual data center. Both under normal conditions and in the presence of disturbances, a better temperature suppression effect can be obtained, and the system performance such as throughput is also maximum. Under the same load condition, the method can obtain minimum input peak temperature and minimum cooling energy consumption.
【作者單位】： 武漢大學(xué)國際軟件學(xué)院軟件工程系;湖北科技學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61003185) 湖北省自然科學(xué)基金(201FFB04505)~~
【分類號】：TP308

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1 姚，

本文編號：2114404