(57)【要約】  センサを使用する環境維持モジュール（例えば、ＨＶＡＣユニット）を制御するシステム、装置及び方法が提供される。センサにより測定された値は、センサ値を所望の範囲内に維持するようにモジュールの動作レベルの変化を判定するために使用されてもよい。例えば、センサ温度が高温すぎる場合、更に冷却するために停止したモジュールを増加又は開始してもよい。高温のセンサ温度に対して最も大きな影響をと予測されるモジュールを開始してもよい。動作レベルの変化と結果として得られるセンサの変化との関係を提供する伝達行列は、上述の予測を実行するために使用されてもよい。別の例として、センサ温度が範囲内にあり、且つ動作レベルの低下）が範囲外状態を発生させないと予測される場合、モジュールを停止してもよい（あるいは動作レベルが低下してもよい）。
2013502659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の環境維持モジュール及び環境の物理的状態の値を測定する複数のセンサを含む環境維持システムを制御する方法であって、
センサ値が範囲外のものとして測定されるセンサＳindxを識別する工程と、
少なくとも一部の前記モジュールの各々について、前記各モジュールの動作レベルを変化させることにより前記識別されたセンサＳindxにより測定される前記センサ値が変化する程度を予測する予測変化値を判定する工程と、
前記予測変化値に基づいて少なくとも１つのモジュールを選択する工程と、
前記選択されたモジュールの前記動作レベルをセンサＳindxの前記センサ値を変化させるように変化する工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
動作レベルの前記変化は前記モジュールの開始又は停止であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
第１のモジュールに対する予測変化値を判定する工程は、前記第１のモジュールに対応する複数のアクチュエータの各々の動作レベルの変化に対する予測変化値を判定する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
動作レベルの前記変化は前記選択されたモジュールの動作レベルの上昇であり、前記選択されたモジュールは前記変化前に先に作動しており、前記測定されたセンサ値は閾値を上回るかあるいは下回る場合に範囲外にあることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
最も大きな予測変化値を含む前記モジュールの動作レベルを変化させることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
モジュールを選択する工程は、
変化閾値より大きい前記予測変化値を識別する工程と、
予測変化値が前記変化閾値より大きい前記モジュールのうちの１つを選択する工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記モジュールのうちの少なくとも１つが前記変化閾値より大きい予測変化値を有すると共に可変送風機速度を有する場合、可変送風機速度を含むモジュールは、前記動作レベルを変化させるために選択されることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記モジュールのうちの１つを選択することはランダムに実行されることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
ＹpostをモジュールＳindxの前記動作レベルが変化した後に前記識別されたセンサＨindxの推定されたセンサ値、
ＹpreをモジュールＳindxの前記動作レベルが変化する前に前記識別されたセンサＨindxの前記センサ値、
Δlevelest（Ｓindx）を制定される前記モジュールＳindxの前記動作レベルの推定された変化量、
ＴＭをモジュールの動作レベルが変化することと結果として得られるセンサ値の変化との関係を提供する伝達行列とすると、
モジュールＳindxに対する予測変化値Ｙpost−Ｙpreは、
Ｙpost−Ｙpre＝ＴＭ（Ｈindx，Ｓindx）＊Δlevelest（Ｓindx）
と判定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
モジュールＳindxの前記動作レベルの前記変化は開始であり、Ｎ個のモジュールが開始されるモジュールＳindxの前に動作しており、開始後の前記モジュールＳindxの推定された動作レベルは、前記動作モジュール時間の前記動作レベルの平均Ｎ／（Ｎ＋１）であることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記センサの第１のセンサ値Ｙ１を測定し且つ動作レベルが変化する前に前記選択されたモジュールの前記動作レベルを判定する工程と、
動作レベルが変化した後、前記センサの第２のセンサ値Ｙ２を測定し且つ前記選択されたモジュールの前記動作レベルを判定する工程と、
前記各センサに対する前記選択されたモジュールＳindxに対して
ＴＭNEW（Ｔindx，Ｓindx）＝（Ｔ２−Ｔ１）／（Δlevel）
を算出する工程と、
（但し、Ｙ２及びＹ１は前記センサＳindxに対する前記測定された第１のセンサ値及び第２のセンサ値、Δlevelは前記選択されたモジュールＰindxの動作レベルの前記変化量）、
ＴＭに対する前記更新された値を判定するためにＴＭNEWを使用することとにより、前記伝達行列ＴＭを更新する工程と、
を更に備えることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記更新されたＴＭは、ｇが０〜１である場合に式
ＴＭ（ｉ，ｊ）updated＝ｇ＊ＴＭ（ｉ，ｊ）new＋（１−ｇ）＊ＴＭ（ｉ，ｊ）oldを使用してＴＭNEW及び前記古いＴＭから取得されることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記選択されたモジュールの動作レベルが変化した後に所定の時間の長さが経過するまで又は前記選択されたモジュールの動作レベルが変化した後に準定常ステート状態が達成されるまで別のモジュールの動作レベルの変化を防止する工程を更に備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
複数の環境維持モジュール及び環境の物理的状態の値を測定する複数のセンサを含む環境維持システムを制御する動作を実行するようにプロセッサを制御する請求項１記載の方法を備える複数の命令を格納する有形のコンピュータ可読媒体を備えることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項１５】
複数の環境維持モジュールと、
環境の物理的状態の値を測定する複数のセンサと、
請求項１３記載の前記コンピュータプログラム製品と、
少なくとも１つのプロセッサと、
を備えることを特徴とする環境維持システム。
【請求項１６】
現在作動中の複数の環境維持モジュール及び環境の物理的状態の値を測定する複数のセンサを含む環境維持システムを制御する方法であって、
現在作動中の前記複数の前記モジュールのうちの少なくとも１つについて、
前記モジュールの動作レベルが少なくとも所定の量だけ低下した場合に結果として得られる前記センサのセンサ値を推定する工程と、
どれも第１の範囲外にない前記推定されたセンサ値を有する現在作動中の前記複数の前記モジュールのうちの１つ以上の第１の集合を判定する工程と、
現在作動中の前記複数の前記モジュールのうちの１つ以上がどれも前記第１の範囲外にない前記推定されたセンサ値を有するとの前記判定に応答して、前記第１の集合の少なくとも１つのモジュールの動作レベルを低下させる工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記第１の集合の少なくとも１つのモジュールの動作レベルを低下させることはモジュールを停止することを含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
第１のモジュールの動作レベルが少なくとも所定の量だけ低下した場合に結果として得られる前記センサのセンサ値を推定する工程は、
前記第１のモジュールに対応する複数のアクチュエータの各々の動作レベルの変化に対する結果として得られるセンサ値を推定する工程を含み、
動作レベルを低下させることは、推定されたセンサ値を前記第１の範囲外にしない前記アクチュエータに対する前記動作レベルを低下させることに対応することを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の範囲は、目標閾値−デッドバンド値の組合せである閾値を含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
効率が効率閾値を下回る前記第１の集合の１つ以上のモジュールを識別する工程と、
前記識別された実行モジュールのうちの１つに対して、
前記識別されたモジュールが遮断された場合に依然として存在し続ける各モジュールの百分率容量を推定する工程であって、前記百分率容量は、前記識別されたモジュールが動作している前記設計容量の割合の基準である工程と、
前記百分率容量から負荷を判定する工程と、
前記負荷が第１の閾値を上回らないかを判定する工程と、
前記負荷が前記第１の閾値を上回らず且つ前記推定されたセンサ値がどれも前記第１の範囲外にないとの判定に応答して、前記識別されたモジュールの前記動作レベルを低下させる工程と、
を更に備えることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
前記識別されたモジュールのうちの１つは、最も効率の低い前記識別されたモジュールであることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記負荷は、各モジュールの前記百分率容量及び前記モジュールの設計容量から判定されることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
モジュールＣindxの前記推定された百分率容量
2013502659.tif 000005
は、
2013502659.tif 000006
であり、
前記負荷は、依然として存在し続ける残りのモジュールの使用の前記容量に対するモジュールを停止する影響の基準を提供し、前記負荷行列要素ＬＯＡＤ（Ｃindx，Ｓindx）は、モジュールＣindxの前記容量に対するモジュールＳindxを停止する影響の基準を提供することを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
モジュールＣindxに対する前記効率ηは、最大送風機速度設定に対する送風機速度の動作の割合により除算された前記百分率容量として算出されることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２５】
各々が１つ以上のアクチュエータを含む複数の環境維持モジュール及び環境の物理的状態の値を測定する複数のセンサを含む環境維持システムを初期化する方法であって、
前記各センサ毎に第１のセンサ値Ｙ１を受信する工程と、
前記モジュールの少なくとも２つのアクチュエータの動作レベルを同時に変化する工程と、
センサ毎に、動作レベルの前記変化後、第２のセンサ値Ｙ２を受信し、前記第１のセンサ値Ｙ１と前記第２のセンサ値Ｙ２との差を算出する工程と、
前記差に基づいて、いくつかのセンサによりいくつかのセンサの寸法を有する伝達行列の行列要素の少なくとも一部を判定する工程と、を備え、
前記一部が前記少なくとも２つのアクチュエータと関連付けられた行列要素を含み、
センサＳ及びアクチュエータＰに対する行列要素を判定する工程が、
センサＳに対する前記差を含む分子及びアクチュエータＰに対する動作レベルの前記変化を含む分母を有する第１の比を判定する工程と、
結果としてセンサＳに対する前記センサ値の前の差を与えたアクチュエータＰの前記動作レベルの前の変化から判定される少なくとも１つの他の比と前記第１の比を組み合わせる工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記第１の比を少なくとも１つの他の比と組み合わせることは再帰最小二乗を使用することを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
モジュールのアクチュエータの動作レベルの前記変化は、前記各モジュールの開始又は停止であることを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の比を少なくとも１つの他の比と組み合わせることは、
アクチュエータＰの動作レベルの前記変化によりセンサＳに対する前記センサ値の予測された変化に対して前記算出された差の誤差を判定する工程と、
前記前の差及びアクチュエータＰの前記動作レベルの前の変化から判定されたセンサＳ及びアクチュエータＰに対する前記行列要素の既存の値に前記誤差を加算する工程と、
を含むことを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２９】
前記加算前に、共分散行列から判定される学習係数で前記誤差を乗算する工程を更に備えることを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
複数の環境維持モジュール及び環境の物理的状態の値を測定する複数のセンサを含む環境維持システムを初期化する方法であって、
少なくとも１つのプロセッサが伝達関数ＴＭを判定する工程を含み、
該工程は、
モジュール毎に、
前記各モジュールが第１の動作レベルを有する場合に受信される第１のセンサ値Ｙ１を前記各センサ毎に受信し、
前記各モジュールを停止又は開始し、
前記各モジュールを停止又は開始した後、センサ毎に、
第２のセンサ値Ｙ２を受信し、
前記第１のセンサ値Ｙ１と前記第２のセンサ値Ｙ２との差を算出し、
前記差を使用してＴＭ行列要素を算出することを備え、
前記伝達関数ＴＭは、モジュールを開始及び／又は停止することと結果として得られるセンサ毎の前記センサ値の変化との関係を提供することを特徴とする方法。
【請求項３１】
前記行列要素は、容量の測定により除算された（Ｙ２−Ｙ１）に等しいことを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
全てのモジュールが動作している場合にモジュールＳ毎に戻り温度ＴＲＳ及び排出温度ＴＤＳを受信することを更に備え、
ＦPを停止する前の前記停止したモジュールの流量、
ＴＲPを停止する前の前記各モジュールＰの前記戻り温度、
ＴＤPを動作レベルが変化する前の前記各モジュールＰの前記排出温度、
ＦDを前記ユニットの設計流量、
ＴＲD−ＴＤDを前記各モジュールＰの設計値ΔＴとすると、
前記動作レベルは、
％Ｃａｐ＝ＦP（ＴＲP−ＴＤP）／ＦD（ＴＲD−ＴＤD）
により測定された容量であることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
負荷行列を算出する工程をを更に備え、該工程は、
各モジュールＳindx毎に
他の各モジュールＣindxに対して、前記各モジュールＳindxの前記動作レベルを変化させた結果得られた容量（Δ％Ｃａｐ）の百分率変化を算出する工程と、
負荷行列要素ＬＯＡＤ（Ｃindx，Ｓindx）を判定するために各百分率変化を使用する工程と、を備え、
前記負荷行列は、依然として存在し続ける残りのモジュールの使用の前記容量に対するモジュールの前記動作レベルを変化させる影響の基準を提供することを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３４】
Δ％Ｃａｐを前記モジュールＳindxを停止することにより発生した前記モジュールＣindxの百分率容量の前記変化、
％Ｃａｐsを停止前の前記停止したモジュールＳindxの前記百分率容量とすると、
ＬＯＡＤ（Ｃindx，Ｓindx）＝Δ％Ｃａｐ／％Ｃａｐs
であることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
ＦPを停止する前の前記停止したモジュールの前記流量、
ＴＲPを停止する前の前記各モジュールＰの前記戻り温度、
ＴＤPを動作レベルが変化する前の前記各モジュールＰの前記排出温度、
ＦDを前記ユニットの前記設計流量、
ＴＲD−ＴＤDを前記各モジュールＰの前記設計値ΔＴとすると、
％Ｃａｐ＝ＦP（ＴＲP−ＴＤP）／ＦD（ＴＲD−ＴＤD）
であることを特徴とする請求項３４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の相互参照＞
本願は、米国特許出願61/235,759号（シー．フェデルスピールら。発明の名称：データセンタ冷却ユニットの開始及び停止を調整する方法及び装置。2009年8月21日出願。）の優先権を主張し、その内容は本書に組み込まれる。また、本願は、米国特許出願12/396,944号（シー．フェデルスピール。発明の名称：ＨＶＡＣユニットの制御を調整する方法及び装置。代理人番号：027332-000110US。2009年3月3日出願。）に関連し、その内容は本書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、例えばサーバコンピュータを含むデータセンタに存在するような共通の空間の温度及び湿度を調節するために使用される暖房換気空調（ＨＶＡＣ）システム等の環境制御システムに関する。本発明は、特に、環境制御システムの各ユニット（モジュール）の動作レベルを上下させること（例えば、開始及び停止）により、ある特定の環境条件を効率的に維持することに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年のデータセンタは、室内の温度、湿度及び他の変動要素を調節するためにＨＶＡＣシステムを使用する。データセンタにわたり配置された多くのＨＶＡＣユニットを有することは一般的である。ＨＶＡＣユニットは、床設置型ユニットであることが多いが、壁取付け型ユニット、ラック取付け型ユニット又は天井取付け型ユニットであってもよい。更にＨＶＡＣユニットは、揚床プレナム、空気ダクトのネットワーク又はデータセンタの戸外のいずれかに冷却された空気を提供することが多い。データセンタ自体又は大きなデータセンタの大部分は、一般にオープンプラン構成を有し、すなわちデータセンタの一方の部分の空気を他方の部分の空気と分離する永続的な隔壁を有さない。従って、多くの場合、共通の空間を有するこれらのデータセンタは、複数のＨＶＡＣユニットにより温度調節及び湿度調節される。
【０００４】
データセンタ用ＨＶＡＣユニットは、一般に分散制御及び独立制御で動作する。各ユニットがデータセンタからユニットに入る空気の温度及び湿度を調節しようとして動作するのは一般的である。例えばＨＶＡＣユニットは、ユニットに入る空気の温度及び湿度を判定するセンサを含んでもよい。このセンサの測定値に基づいて、そのＨＶＡＣを制御することにより、ユニットに入る空気の温度及び湿度をそのユニットに対する設定値と整合するように変更しようとしてユニットの動作を変更する。
【０００５】
信頼性を確保するため、殆どのデータセンタは過剰な数のＨＶＡＣユニットで設計される。オープンプラン構成により空気がデータセンタにわたり自由に流れるため、一方のユニットの動作は他方のユニットの動作に結合されてもよい。過剰なユニット及びそれらがほぼ重なり合う領域に空気を分配するという事実は、冗長性を提供する。これにより、単一のユニットが故障する場合、データセンタの機器（サーバ、ルータ等）は依然として十分な冷却を有することを保証する。
【０００６】
上述したように、ＨＶＡＣユニットの標準的な操作手順は、各ＨＶＡＣユニットへの戻り空気温度を調節することである。そのような操作は、データセンタのサーバ及び他の演算機器に入る空気の温度を認識しない。ＨＶＡＣユニット制御又はデータセンタのオペレータがこの情報を使用できないため、一般に余分なＨＶＡＣユニットは、サーバが冷却され続けていることを保証するために常に動作する。しかし、そのような予防措置はエネルギーを無駄にする。
【０００７】
冗長なＨＶＡＣユニットを手動でｏｆｆにしてエネルギーを節約することが可能であるが、そうすることによりその機器を過熱させる危険性が生じる。更にいくつかのデータセンタは可変負荷を有し、その場合、１日中いくつかのユニットを停止及び開始する必要があるだろう。また、データセンタでは複雑で密に結合した空気流パターンにより、オペレータは、必要に応じて再始動するのに最も効率的であるＨＶＡＣユニットを認識するのが困難になる。
【０００８】
従って、必要に応じて効率的に冗長なＨＶＡＣユニットの動作レベルを自動的に低下（例えば、高温をトリガせずに）及び上昇できる方法及びシステムを提供するのが望ましい。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の実施形態は、センサを使用して環境維持モジュール（例えば、ＨＶＡＣユニット）を制御するシステム及び方法を提供できる。種々の実施形態において、システムは、環境を加熱及び／又は冷却できる。センサは環境内の種々の場所で温度を測定でき、この温度フィードバックは、所望の範囲内に温度を維持するようにモジュールの動作レベルを変化させるために使用される。
【００１０】
例えば、センサ温度が高すぎる場合、冷却するために停止したモジュールを開始してもよい（あるいは、動作レベルが上昇してもよい）。一実施形態において、開始するためのモジュールは、高いセンサ温度に対して最も大きな影響を及ぼすかあるいは少なくとも十分に大きな影響を及ぼすと予測されるモジュールである。別の例として、センサ温度が範囲内にあり、且つ動作レベルの低下が範囲外状態を発生させないと予測される場合、モジュールを停止してもよい（あるいは動作レベルが低下してもよい）。一実施形態において、伝達行列は上記の予測を実行するために使用される。一態様において、伝達行列は、システムのセンサ毎にモジュールの動作レベルの変化と結果として得られる温度差との関係を提供してもよい。
【００１１】
一実施形態によると、環境維持システムを制御する方法が提供される。システムは、複数の環境維持モジュール及び環境の物理的状態の値を測定する複数のセンサを含む。センサ値が範囲外のものとして測定されるセンサＳindxが識別される。少なくとも一部のモジュールの各々について、予測変化値が判定される。予測変化値の各々は、各モジュールの動作レベルを変化させることにより識別されたセンサＳindxにより測定されたセンサ値が変化する程度を予測する。モジュールは、予測変化値に基づいて選択される。選択されたモジュールの動作レベルは、センサＳindxのセンサ値を変化させるように変化する。
【００１２】
別の実施形態によると、環境維持システムを制御する方法が提供される。システムは、現在作動中の複数の環境維持モジュール及び環境の物理的状態の値を測定する複数のセンサを含む。現在作動中の複数のモジュールのうちの少なくとも１つが解析される。モジュールの動作レベルが少なくとも所定の量だけ低下した場合、システムは、結果として得られるセンサのセンサ値を推定する。どれも第１の範囲外にない推定されたセンサ値を有する現在作動中の複数のモジュールの第１の集合が判定される。第１の集合の少なくとも１つのモジュールの動作レベルは、範囲外状態が発生しない（例えば、推定されたセンサ値はどれも第１の範囲外にない）と予測することに応答して低下する。
【００１３】
別の実施形態によると、環境維持システムを初期化する方法が提供される。各モジュールは１つ以上のアクチュエータを含む。第１のセンサ値Ｙ１は各センサ毎に受信される。モジュールの少なくとも２つのアクチュエータの動作レベルは同時に変化する。動作レベルの変化後、第２のセンサ値Ｙ２はセンサ毎に受信される。第１のセンサ値Ｙ１と第２のセンサ値Ｙ２との差が算出される。伝達行列ＴＭの行列要素の少なくとも一部分は、差に基づいて判定した。伝達行列は、いくつかのセンサによりいくつかのアクチュエータの寸法を有してもよい。ＴＭの部分は、少なくとも２つのアクチュエータと関連付けられた行列要素を含む。センサＳ及びアクチュエータＰに対する行列要素を判定することは、センサＳに対する差を含む分子及びアクチュエータＰに対する動作レベルの変化を含む分母を有する第１の比を判定すること、並びに第１の比を少なくとも１つの他の比と組み合わせることを含む。少なくとも１つの他の比は、結果としてセンサＳに対するセンサ値の前の差を与えたアクチュエータＰの動作レベルの前の変化から判定される。
【００１４】
別の実施形態によると、環境維持システムを初期化する方法が提供される。少なくとも１つのプロセッサは伝達行列ＴＭを判定する。モジュール毎に、第１のセンサ値Ｙ１は各センサ毎に受信される。各モジュールが第１の動作レベルを有する場合、第１のセンサ値の各々は受信される。各モジュールを停止又は開始すると、第２のセンサ値Ｙ２はセンサ毎に受信される。第１のセンサ値Ｙ１と第２のセンサ値Ｙ２との差が算出される。差を使用してＴＭ行列要素が算出されることにより、モジュールを開始及び／又は停止することと結果として得られるセンサ毎のセンサ値の変化との関係を提供する伝達行列ＴＭを取得する。
【００１５】
本発明の他の実施形態は、本明細書において説明する方法と関連付けられたシステム、デバイス及びコンピュータ可読媒体に関する。
【００１６】
本明細書において使用されるように、環境維持モジュールは、ＨＶＡＣユニット、コンピュータルーム空調装置（ＣＲＡＣ）ユニット、あるいは制御信号を受信し且つ特定の領域において環境条件を達成又は維持するように設定される出力を提供するあらゆるデバイスであってもよい。本明細書における使用値、動作レベルは、冷却、加熱等の動作を実行するためにモジュールにより費やされている労力を測定する動作パラメータ（入力又は出力）の値であってもよい。モジュールの動作レベルは、停止した全電力で動作する入力電力レベルの割合、モジュール内の特定のデバイスの動作に対する割合又は値（例えば、送風機速度、温度設定値、湿度設定値又はバルブ位置）及び例えば基準レベルと比較されるような出力加熱、出力空気流の冷却電力の割合又は値を含んでもよい。
【００１７】
以下の詳細な説明及び添付の図面を参照して、本発明の本質及び利点がより適切に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るデータセンタを示す平面図である。
【００１９】
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る単一の屋根ユニットのオープンプランの建物を示す平面図である。
【００２０】
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るコンピュータルーム空気処理ユニット３００を示す概略図である。
【００２１】
【図４】図４は、本発明の一実施形態に従って建物内の環境条件を維持する制御システム４００を示すブロック図である。
【００２２】
【図５】図５は、本発明の一実施形態に従って複数のモジュール（例えば、ＣＲＡＣユニット）及びセンサを含む環境維持システムを初期化する方法５００を示すフローチャートである。
【００２３】
【図６】図６は、本発明の一実施形態に従って高い効率で所望の範囲内にセンサ値を維持するように環境維持システムを制御する方法６００を示すフローチャートである。
【００２４】
【図７】図７は、本発明の一実施形態に従ってアクチュエータの動作を軽減することにより環境維持システムを制御する方法７００を示すフローチャートである。
【００２５】
【図８】図８は、本発明の一実施形態に従ってモジュールを停止することにより複数のモジュール及びセンサを含む環境維持システムを制御する方法８００を示すフローチャートである。
【００２６】
【図９】図９は、本発明の一実施形態に従って複数のモジュール及びセンサを含むモジュールを開始し且つ停止することにより環境維持システムを制御する方法９００を示すフローチャートである。
【００２７】
【図１０】図１０は、予測誤差の大きさに基づいて共分散行列のトレースを更新する式を示すグラフである。
【００２８】
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に従ってシステム及び方法で使用可能な例示的なコンピュータ装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
環境（例えば、データセンタ）が十分に低温であること又は温暖であることを保証するため、標準的な操作手順は、最低限度必要とされるものを超える余分なＨＶＡＣユニット（又は他の環境維持モジュール）を操作することである。しかし、そのような予防措置はエネルギーを無駄にする。種々の実施形態により、環境にわたりセンサ（例えば、モジュールにわたるセンサ又はモジュールの外側の場所におけるセンサ）を解析し、特定のモジュールの動作レベルを安全に低下できるか及びセンサを範囲に戻すのに最適なモジュールを含む更なる動作が必要か（例えば、範囲外の測定値のために）を判定できる。そのような実施形態により、エネルギー消費を減少しつつ安定した環境を提供できる。伝達行列は、上述の判定を実行するのに使用されてもよい。一態様において、伝達行列は、システムのセンサ毎にモジュールの動作レベルの変化と結果として得られる温度差との関係を提供してもよい。
【００３０】
特に多くの冗長なＨＶＡＣユニットが空気を床下プレナムに分配する際にそれらを実行することに関する別の問題は、より少ないＨＶＡＣユニットが使用された場合にＨＶＡＣユニットからの排出空気温度がより高くなる可能性があることである。より多くのＨＶＡＣユニットが使用されている状態で依然としてサーバから同一の量の熱を抽出している間に温度がより高くなる可能性があるため、排出空気温度はより高くなる可能性がある。換言すると、サーバから熱を抽出するより大きな空気流（より多くのＨＶＡＣユニットを含む）は、ＨＶＡＣユニットからの排出温度がより高い可能性があることを意味する。その結果、コンクリートスラブフロア又は揚床はそれほど低温ではなく、それにより災害復旧機能を減らす。例えば、スラブ及び床が蓄冷媒体（ヒートシンク）として動作するため、低温の床を有することにより、冷却障害（例えば、建物全体に対して電力が遮断される場合）から復旧するのに使用可能な時間を増加させる。例えば電力が遮断されているためにＨＶＡＣユニットが冷気を押し出していない場合、床のより低い温度によりサーバをより低温に維持できる。
【００３１】
＜I.システム概要＞
図１は、本発明の一実施形態に係るデータセンタの間取り図を示す。周囲の壁１は、データセンタの周囲の壁又は小売店等の商業用建物の周囲の壁であってもよい。データセンタは、複数のＨＶＡＣユニット２（又は他の環境維持モジュール）、複数の環境センサ３及び複数のサーバラック４を含む。示されるように、ＨＶＡＣユニットは、コンピュータルーム空調装置（ＣＲＡＣ）ユニットである。
【００３２】
一実施形態において、ＨＶＡＣユニット２は、空気流をデータセンタに提供し、サーバラック４のサーバを冷却する単一の機器である。一態様において、ＨＶＡＣユニット２は、それらを通過する空気を冷却、加熱、加湿又は除湿できる。環境センサ３は、温度又は湿度等の環境パラメータを測定するデバイスである。環境センサ３は、有線通信手段又は無線通信手段（例えば、Ｍｏｄｂｕｓ、ＢＡＣｎｅｔ、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、ＺｉｇＢｅｅ又は他のあらゆる適当なプロトコル）等のあらゆる手段により測定値（読み取り値とも呼ばれる）を送信できる。ＨＶＡＣユニット２（及び本明細書において示される他のモジュール）は、データセンタ内で特定の状態を提供するように１つ以上のプロセッサを含むコンピュータシステムにより制御されてもよい。
【００３３】
図２は、本発明の一実施形態に係る単一の屋根ユニットのオープンプランの建物を示す平面図である。この例において、ＨＶＡＣユニットは屋根ユニット（ＲＴＵ）２である。周囲の壁５は、小売店等の商業用建物の外側又は内側の壁、あるいはそのような建物又は店内の空間である。示されるように、有線通信はその特定のＲＴＵに近接するＲＴＵ２とセンサ３との間で行われるが、無線通信が更に使用されてもよい。商品棚６及び店のチェックアウトカウンター７が更に示される。
【００３４】
図３は、本発明の一実施形態に係るコンピュータルーム空気処理ユニット３００を示す概略図である。コンピュータルーム空気処理ユニット３００は、環境維持モジュールの一例である。示されるように、コンピュータルーム空気処理ユニット３００は、冷水バルブ３２０により調節された冷水を含んでもよい冷却コイル３１０を有する。コンピュータルーム空気処理ユニット３００は、再加熱コイル３３０（例えば、電気コイル）及び加湿器３４０（例えば、赤外線加湿器）を更に有する。
【００３５】
一実施形態において、送風機３５０は、Ａ／Ｃ誘導電動機により駆動された遠心送風機である。誘導モータは、その速度を変化させる可変速（周波数）ドライブＶＳＤ３５５を有してもよい。無線センサ３６０は戻り空気温度を測定し、無線センサ３７０は排出空気温度を測定し、無線制御３８０はＶＳＤ３５５を制御する。排出空気温度センサ３７０及び戻り空気温度センサ３６０は、別個の無線センサではなく無線制御３８０につながれたプローブであってもよい。
【００３６】
動作の一実施形態において、無線センサ３６０、３７０は、例えば図４の監視コントローラ１５を含む制御コンピュータに信号を渡す無線ネットワークゲートウェイに無線装置を介して読み取り値を送出する。監視コントローラ１５は、コンピュータシステム自体であってもよい。制御コンピュータは、無線ゲートウェイに作動コマンドを送出し、無線ゲートウェイは作動コマンドを無線コントローラ３８０に中継し、無線コントローラ３８０は可変速ドライブ３５５の速度を変化させるる。
【００３７】
図４は、本発明の一実施形態に従って建物内の環境条件を維持する制御システム４００を示すブロック図である。この例において、制御システム４００は、ＨＶＡＣユニット２（例えば、ユニット３００）と、複数の環境センサ３と、計算を行う１つ以上のプロセッサ１０を含む監視コントローラ１５とを備える。ＨＶＡＣユニット２は、空間の環境を維持するのに使用されてもよい送風機、バルブ又は温度要素等に対する最終制御要素（アクチュエータとも呼ばれる）を含む。本明細書において示されるように、アクチュエータの入力及び出力はモジュールの動作レベルに対応してもよい。一態様において、監視コントローラ１５は、減少したエネルギー量又は最小のエネルギー量を使用して安定した環境条件を提供する動作レベル（ｏｎ及びｏｆｆ、並びに中間のバリエーションを含む）を有するように最終制御要素を制御できる。
【００３８】
＜モジュール（ＨＶＡＣユニット）＞
いくつかの実施形態において、監視コントローラ１５は、各ＨＶＡＣユニット２の入力１２へのコマンドを算出することにより複数のＨＶＡＣユニット２の動作を調整できる。コマンドは、センサ３からの環境センサ読み取り値に基づいて算出される。入力１２は、種々の異なるＨＶＡＣユニット２及び／あるいはＨＶＡＣユニット２内のデバイス又は回路に対応してもよい。
【００３９】
一実施形態において、ＨＶＡＣユニット２の入力１は、１つのアクチュエータの動作パラメータ（例えば、送風機、温度設定値、湿度設定値又はバルブ位置）に対応してもよく、ＨＶＡＣユニット２の入力２は、同一のＨＶＡＣユニット１の異なるアクチュエータに対応してもよい。動作パラメータは種々の動作値（レベル）を有してもよく、その結果、各々が種々のエネルギー量を消費する。別の実施形態において、ＨＶＡＣユニット２のうちのいくつかは、動作レベルの制御に対して１つの入力しか有さない。
【００４０】
他の実施形態において、ＨＶＡＣユニット２の温度に対する設定値は、監視コントローラ１５から更に提供されてもよい。例えば設定値は、ＨＶＡＣユニット２により排出された空気の所望の温度又はユニットに戻る空気の所望の温度であってもよい。他の入力は、湿度（又は加湿器コマンド）、あるいは可変周波数ドライブ（ＶＦD）へのコマンドに対する設定値であってもよい。
【００４１】
一実施形態において、各ＨＶＡＣユニットは、各々がそのＨＶＡＣユニットの１つのアクチュエータに対応する同数の入力を有する。別の実施形態において、種々のＨＶＡＣユニットは異なる数のアクチュエータを有してもよい。そのような一実施形態において、センサの数は、アクチュエータの総数に関係なく同一であってもよい。部分的に、センサの数が同一のままであってもよい理由は、各センサが各アクチュエータに影響を及ぼしてもよく、且つ各アクチュエータが各センサに影響を及ぼしてもよいためである。例えば温度アクチュエータ（冷却バルブ等）は、環境が十分に低温である場合に凝固物が冷却コイル上に形成される際に発生する可能性があるような湿度に影響を及ぼしてもよい。同様に、湿度アクチュエータ（例えば、赤外線加湿器及び蒸発冷却バルブ）は、赤外線加湿器又は蒸発冷却器が湿度を上げる際に発生する可能性があるような温度に影響を及ぼす。
【００４２】
＜センサ＞
環境センサ３は、温度、湿度及び気圧等の環境の物理的状態の値を測定できる。環境センサ３は、例えば有線通信手段又は無線通信手段（例えば、Ｍｏｄｂｕｓ、ＢＡＣｎｅｔ、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、ＺｉｇＢｅｅ又は他のあらゆる適当なプロトコル）により読み取り値を監視コントローラ１５に返送できる。センサの例には、温度センサ、湿度センサ及び気圧センサが含まれる。単一のセンサは、複数の環境条件、例えば上記の条件のうちの３つ全てを測定できてもよい。環境センサ３は、規則的なパターンに従って又はランダムに位置付けられてもよい。更に環境センサ３は、センサのクラスタにより編成されてもよく、あるいは個々に配置されてもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態において、監視コントローラ１５は、例えば関連付けられた基準値８の集合により特定されるように、温度センサ読み取り値Ｆが温度範囲Ｒ内にあるようにする。範囲は、単にある特定の温度未満（例えば、華氏７８度未満）であってもよい。範囲は、２つの温度により更に特定されてもよい。そのような温度範囲は、要望に応じて狭くても広くてもよい。そのような範囲は加熱に更に適用されてもよい。ある特定の実施形態は、最小のエネルギー量を使用しつつ温度毎に特定の温度範囲（その全ては、温度センサ毎に異なってもよくあるいは同一であってもよい）を維持しようとしてもよい。
【００４４】
一実施形態において、監視コントローラ１５は、環境センサ毎の所望の基準値８の集合をフラッシュメモリ、キャッシュ又は他の適切なメモリ等に内部に格納する。他の実施形態において、基準値８は、ディスクドライブ又は光学ドライブ等に外部に格納されてもよい。動作中、監視コントローラ１５は、最小のエネルギー量を使用して特定の範囲で環境センサ３からの値を維持するようにＨＶＡＣユニット２の動作レベルを調整する（例えば、温度範囲を超えずに動作する最小限のモジュールを有することにより）。
【００４５】
＜ＨＶＡＣへの入力＞
一実施形態において、監視コントローラ１５は、入力１２に提供され且つＨＶＡＣユニット２の最終制御要素（例えば、アクチュエータ）に対して直接使用されるコマンドを算出する。入力１２に送出されるこれらのコマンドは、例えば有線通信手段又は無線通信手段により提供されてもよい。これらのコマンドは、ＨＶＡＣユニット２のあらゆる数の動作レベルを開始、停止又は変化させてもよい。
【００４６】
別の実施形態において、監視コントローラ１５は、ＨＶＡＣユニット２においてローカルデジタルコントローラ（例えば、マイクロプロセッサベースの制御を有する）により使用される入力１２へのコマンドを算出する。一態様において、ユニットのローカルデジタルコントローラへの各入力は、ユニットのアクチュエータに対応する。次にローカルデジタルコントローラは、最終制御要素に送出された最終コマンドを判定してもよい。例えばローカルデジタルコントローラは、アクチュエータに対してデジタル信号をアナログ信号に変換してもよく、あるいは信号のプロトコルをアクチュエータにより使用可能になるように変換してもよい。ローカルデジタルコントローラは、ローカル制御ループを介して特定の設定でアクチュエータを維持するように更に動作してもよい。従って、監視コントローラ１５は、最終制御要素に直接命令するのではなく、ローカルデジタルコントローラにおいてローカル制御ループの設定値に命令してもよい。
【００４７】
＜状況インジケータ＞
一実施形態において、監視コントローラ１５は、環境センサ３及び／又はＨＶＡＣユニット２から状況インジケータ１３を受信する手段を有する。一態様において、状況インジケータ１３は、ＨＶＡＣユニット２又はセンサ３が現在動作可能であるかに関する情報を提供してもよい。別の態様において、状況インジケータ１３は、戻り空気温度、排出温度、使用されているユニットの容量の部分（例えば、割合）（これは動作レベルの一例である）及び冷水バルブ（例えば、３２０）がどのくらい開いているか等のＨＶＡＣユニットの設定を提供してもよい。状況インジケータ１３は、説明のためにＨＶＡＣユニット２及びセンサ３とは別個に示され、ＨＶＡＣユニット２又はセンサ３自体から実際に受信されてもよい。
【００４８】
一実施形態において、ＨＶＡＣユニット２に対する状況インジケータ１３は、ＨＶＡＣユニット２のローカルデジタルコントローラから取得されてもよい。これらのローカルデジタルコントローラは、監視コントローラ１５によりクエリされ、ローカルデジタルコントローラ又はＨＶＡＣユニット２が「ｏｎ」又は「ｏｆｆ」であるかを判定してもよい。ユニットが「ｏｆｆ」である場合、そのユニットのアクチュエータに対する状況インジケータ１３は、ゼロ等のある特定の値であってもよい。
【００４９】
別の例において、環境センサ３は、明確に規定され且つ容易に検出されるいくつかの故障モードを有する。一態様において、一方の故障モードは「到達不可能」であり、監視コントローラ１５のネットワークインタフェース等のゲートウェイがセンサと通信できないことを意味する。他方の故障モードは範囲外電圧（０ボルト又は１．５ボルトのいずれか）であり、０ボルトはセンサプローブが短絡回路を有することを示し、１．５ボルトはセンサプローブが開回路を有するかあるいは欠落していることを示す。これらの故障のうちのいずれかの結果、そのセンサに対してゼロの状況インジケータが得られるだろう。
【００５０】
システム４００の動作中、全てのＨＶＡＣユニット２がエネルギーを節約しようとして動作していなくてもよい。しかし、システム４００は、ホットスポット（例えば、基準温度を上回る温度センサ３）又は更なる冷却（又は他の実施形態においては加熱）が所望される他の事象を検出し、動作レベルを上昇すべきモジュール（例えば、モジュールがｏｎにされるべきである場合）を判定してもよい。システム４００は、ＨＶＡＣユニット２の動作レベルを低下させる（例えば、ｏｆｆにする）のが許容可能な時を更に判定してもよく、それに伴いＨＶＡＣユニット２は、センサ読み取り値を範囲外にせずに減少するのが許容可能である。これらの判定の一部として、伝達関数行列（ＴＭ）及び負荷行列（ＬＯＡＤ）が使用されてもよい。
【００５１】
＜II.伝達関数行列及び負荷行列の初期化＞
伝達関数行列（ＴＭ）は、環境センサに対する環境維持モジュールを増加（及び場合によっては同等に減少）する影響の基準である。行列は、システムの全てのセンサ又はセンサの一部分のみに対して影響を及ぼしてもよい。一態様において、ＴＭの行Ｊの数は、環境センサ（ＣＲＡＣユニットを使用する実施形態に対してコールドアイルセンサとも呼ばれる）の数に等しくてもよく、列の数は環境維持モジュールの数に等しくてもよい。従って、一実施形態において、モジュール毎に１つの列しかない。そのような一実施形態において、モジュールのエネルギー消費の１つの基準、すなわち動作レベルが判定される１つのパラメータしかない。別の実施形態において、モジュールに対して２つ以上の行があってもよいため、各々がモジュールの動作レベルの測定値を提供する２つ以上のパラメータがあってもよい。尚、行及び列は切り替わってもよい。更に「行列」という用語は、値のあらゆる索引付け可能なアレイであってもよい。
【００５２】
本明細書において説明されるように、動作レベルは入力値又は出力値であってもよい。例えば、無電力の入力コマンド（例えば、電圧又はデジタル値）は０の動作レベルであってもよく、全電力の入力は１００％の動作レベル又は何らかの最大値であってもよい。更に動作レベルは、送風機速度、温度設定値、湿度設定値又はバルブ位置等の特定のアクチュエータに対する入力値、あるいはそのようなアクチュエータの位置の出力測定値であってもよい。別の実施形態において、更に動作レベルは、提供される冷却又は加熱のレベル等の出力レベルであってもよい。この出力レベルは、上回ることにより１００％より高い割合を提供できる設計値に対する実際の流れの割合であってもよい。パラメータが出力値である場合、出力パラメータを変更するために使用される１つ以上の入力コマンド変数があってもよい。
【００５３】
図５は、本発明の一実施形態に従って複数のモジュール（例えば、ＣＲＡＣユニット）及びセンサを含む環境維持システムを初期化する方法５００を示すフローチャートである。方法を説明する際、図４を参照する。初期化は伝達行列ＴＭを作成することを含む。一実施形態において、ＴＭの列は、モジュールの動作レベルを上下（例えば、開始及び停止）させ、且つ動作レベルの変化前と変化後の温度の差を利用することにより初期化される。一実施形態において、モジュールは、逐次（すなわち、一度に１つ）増減する。他の実施形態において、ＴＭの列は、一度に複数のモジュールの動作レベルを変化させることにより初期化される。
【００５４】
ステップ５１０において、第１のセンサ値Ｙ１（例えば、温度、湿度又は気圧）は、各センサ（例えば、センサ３からの）毎に受信される（例えば、コントローラ１５において）。第１のセンサ値Ｙ１は、測定コマンドの結果としてコンピュータ（例えば、コントローラ１５）により能動的に測定されてもよく、あるいは送信されたメッセージを受信できるポートを介して受動的に取得されてもよい。特定のセンサＪに対する第１のセンサ温度Ｙ１はＹ１Jとして記載され得る。第１のセンサ値Ｙ１Jは、１回又は複数回取得されてもよい。例えば第１の値Ｙ１は、あらゆるモジュールの動作レベルが変化する前に取得されてもよく、あるいは特定のモジュールの動作値が変化する前に毎回取得されてもよい。
【００５５】
第１のセンサ値Ｙ１に加え、モジュールの１つ以上の動作パラメータの動作レベル等の他の値が記録されてもよい。戻り温度（例えば、図３のセンサ３６０からの）、排出温度（例えば、センサ３７０からの）及び流量（例えば、モジュールがＶＦDを有する場合に流量×ＶＦDパーセントコマンドを設計する）等の動作パラメータ入力設定値及び測定された出力値の例は、測定され且つコントローラ１５と通信可能に結合されたメモリ等に格納されてもよい。
【００５６】
ステップ５２０において、１つ以上のモジュールの１つ以上の動作レベルが変化する。一実施形態において、モジュールの全ての動作レベルが変化し、その変化は１レベルだけであってもよい。別の実施形態において、モジュールの動作レベルのうちの一部のみが変化する。変化しない動作レベルは、別の時に変化してもよく、あるいは伝達行列の計算に含まれなくてもよい。種々の実施形態において、複数のモジュールからの動作レベルは同時に変化してもよい。
【００５７】
動作レベルの変化量は、何らかの方法で異なってもよくあるいは同等であってもよい。例えば、変更される各動作パラメータは、同一の割合（例えば、１００％、５０％、２５％等）だけ変更されてもよい。一実行例において、１００％は、パラメータに対する最大設計値に対して測定される（例えば、最大設計空気流の１００％）。設計空気流より大きい空気流を実現することが可能であるため、割合は１００％を上回るだろう。
【００５８】
特定のパラメータの動作レベルに対して実現される厳密な変化量を判定するため、変化コマンドが出力された後にパラメータが測定されてもよい。動作パラメータが出力値である場合、新しい動作レベルは、変化コマンドから直接認識されなくてもよい。例えば、変化コマンドが空気流を大きくするためのものであってもよく、且つ一般にコマンドに対応する空気流を認識するためのいくつかの較正された設定値があってもよいが、測定により空気流に対する実際の値をより正確に取得できる。更にいくつかのパラメータは、出力値の測定によることを除いて全く認識されなくてもよい。他の実施形態において、動作レベルの変化は自動的に認識されてもよい（例えば、変化がｏｆｆにするためのものである場合、特にｏｎ及びｏｆｆのみがある場合）。
【００５９】
ステップ５３０において、第２のセンサ値Ｙ２はセンサ毎に受信される。一実施形態において、モジュールの動作レベルが変化した後にタイマ（例えば、ウェブが設定可能な期間で）を開始する。デフォルトとして、期間は１５分であってもよい。一実施形態において、第２の値Ｙ２はタイマの終了後に測定される。別の実施形態において、値は、変化コマンドが与えられた後に継続的に測定され、第２の値Ｙ２は、測定値が準定常ステート状態になった後に格納される。例えばセンサの変更出力は、摂動後にある特定の変化率を有してもよい。変化率が閾値を下回って低下すると、準定常ステート状態が判定されてもよい。センサの出力における変化の閾値に対する絶対値は別の例である。
【００６０】
ステップ５４０において、各々が対応する第１のセンサ温度Ｙ１と第２のセンサ値Ｙ２との差が算出される（例えば、プロセッサ１０により）。従って、使用されているＮ個のセンサがある場合、変更された動作パラメータ毎にＹ２J−Ｙ１JのＮ個の各値があり、Ｊは１〜Ｎにわたる。この差は正又は負であってもよい。一般に冷却するために、変化が動作レベルの上昇である場合、温度（冷却のための関心センサ値）は低下し、Ｙ２J−Ｙ１Jの各々は負である。更に一般に冷却するために、変化が動作レベルの低下である場合、温度は上昇し、Ｙ２J−Ｙ１Jの各々は正である。しかし、これらの関係は常に当てはまらない。例えば、モジュールの戻り温度が所望の排出温度以下である場合、モジュールは、冷却能力をｏｆｆにしてもよい。従って、空気が依然として送風機により送り出されることによりいくらかの熱が空気に伝えられるため、モジュールは、冷却しないが実際には加熱する。従って、いくつかの伝達行列要素は他の反対符号を有してもよく、それは非直感的である。
【００６１】
ステップ５５０において、ＴＭ行列要素は、対応する差を使用してセンサ毎に算出される。例えば、プロセッサ１０はＮ×Ｋ行列要素を算出してもよく、Ｎはセンサの数であり、Ｋは変更された動作パラメータの数である。一実施形態において、１つの動作パラメータが一度に変更される場合、単一の列は、行列要素毎に式を使用して一度に更新されてもよい。別の実施形態において、２つ以上の動作パラメータが一度に変更される場合、複数の列が一度に更新され、組み合わされた式（例えば、再帰最小二乗）は行列要素を更新するために使用される。
【００６２】
ステップ５６０において、それ以上の動作パラメータがまだ変更されていないかが判定される。まだ変更されていない動作パラメータがある場合、方法５００は繰り返されてもよい。一実施形態において、方法５００の第１の反復により１つの動作パラメータＰ1だけ減少したと仮定する。次の反復において、ステップ５２０は、パラメータＰ1のレベルを上昇させ、最後の反復の前のパラメータＰ1の動作レベルを有することを含んでもよく、パラメータＰ2のレベルを低下させることを含んでもよい。従って、１つの動作レベルは第１の反復に基づいて変化し、第２の動作レベルは第２の反復に基づいて変化する。他の実施形態は、全ての反復において上下する複数の動作レベルを有してもよい。以下に説明するように、そのような実施形態は、行列要素を判定するために再帰最小二乗を使用してもよい。
【００６３】
一実施形態において、それ以上の動作レベルが変化する必要があるかをこのように判定することは、ＴＭのそれ以上の列が初期化される必要があるかと同等である。モジュールに対して１つの動作レベルがあり且つ動作レベルオプションがｏｎ又はｏｆｆである一実施形態において、モジュールを開始又は停止するかを判定する。そのような一実施形態において、停止する必要があるより多くのモジュールがある場合、停止したモジュールは再開されてもよく、他のモジュールを停止してＴＭ行列の他の要素を判定してもよい。モジュールが再開される場合、スタート／ストップタイマが再開されてもよく、スタート／ストップタイマの期限が切れた後、次のモジュールに対してこのような初期化が実行される。
【００６４】
ステップ５７０において、ＴＭの全ての行列要素が算出された後、伝達行列ＴＭは、環境維持システムのメモリに格納されてもよい。伝達行列は、アクチュエータの動作レベルを変化させるべきかを判定するために検索されてもよい。そのような判定は、例えば方法６００〜９００で実行されてもよい。次に、伝達行列及びＬＯＡＤ行列の行列要素を算出するある特定の実施形態を説明する。
【００６５】
＜行列要素の算出＞
１つの動作パラメータが一度に変更される一実施形態において、変更された動作パラメータに対応するＴＭの１つの列の行列要素は、第２のセンサ値が受信された後に判定される。動作パラメータがＰindx（本実施形態において、モジュールと一対一の対応関係を有する）であり且つセンサインデックスがＳindxである場合、行列要素ＴＭ（Ｓindx，Ｐindx）は、
ＴＭ（Ｓindx，Ｐindx）＝（Ｙ２−Ｙ１）／（Δlevel）  式（１）
のように算出されてもよく、式中、Ｙ２は動作パラメータＰindxが変更された後のＳindxに対応するセンサ値であり、Ｙ１は動作パラメータＰindxが変更される前のＳindxに対応するセンサ値であり、ΔlevelはパラメータＰindxの動作レベルの変化である。例えば変化がアクチュエータ毎に同一でなかった場合、正規化係数が更に使用されてもよい。以下に説明するように、正規化係数であると考えられてもよいエネルギー係数が含まれてもよい。
【００６６】
センサ値が温度であり且つモジュール機能が冷却するように機能する場合、例えばモジュールを遮断すること（又は他の減少）によりＹ２がＹ１より大きくなるはずであり且つ動作レベル（Δlevel）の変化は負であるため、一般にＴＭの値は負になる。温度差は負であるがΔlevelが正であるようなモジュール（又は他の増加）を開始することにより、同様の結果が得られる。しかし、ステップ５４０に対して上述したように、逆の結果が生じる可能性があり、それは非直感的である。
【００６７】
ＴＭは、全ての行列要素がΔlevelの同一のユニットに対応してもよいように正規化されてもよい。例えば、特定の行列要素を算出するために使用されたレベルの実際の変化（例えば、１０％、１０ｒｐｍ）に関係なく、行列要素が係数で乗算されてもよいため、全ての行列要素は分母に同一の値を有する。従って、後続のステップにおいて、動作レベルの変化は、行列要素毎に種々のユニットにある動作レベルの変化とは対照的に予測された温度の変化を判定するために一様に使用されてもよい。
【００６８】
一実施形態において、Δlevelは動作レベルの変化の割合であり、例えば動作レベルの最大容量にｏｎにする場合は１００％及び最大動作レベルからｏｆｆにする場合は−１００％である。別の実施形態において、Δlevelは、伝達行列ＴＭを作成するために使用された最小増分に対する単位である。例えば、増分が５Ｖ、１００ｒｐｍ又は他の値（百分率を含む）である場合、伝達行列ＴＭが最小増分の単位であった場合、１０Ｖの変化は２の値であり、３００ｒｐｍは３の値である。別の実施形態において、伝達行列が全てのモジュール（例えば、最大電力又は送風機設定）にわたる動作の最大レベルに基づく単位で作成された場合、Δlevelは小数値であってもよい。各モジュールは異なる範囲の動作レベルを有してもよく、例えば一方の送風機は２０００ｒｐｍの最大速度を有してもよく、他方の送風機は１０００ｒｐｍの最大速度を有してもよい。一態様において、Δlevelは自身で正規化してもよい。例えば、変更が特定のパラメータに対して常に同一である場合、正規化係数は必要なくてもよい。
【００６９】
一実施形態において、動作パラメータは、モジュールが操作している加熱／冷却流の百分率容量％Ｃａｐであってもよい。本実施形態において、変化によりモジュールが閉じている場合、Δlevelは％Ｃａｐに対応してもよい。一態様において、全てのユニットが同一の容量で動作していない場合、％Ｃａｐの値は正規化された測定値を考慮してもよい。％Ｃａｐは現在の動作レベルの一例である。
【００７０】
種々の実施形態において、％Ｃａｐは、ユニットのクエリから戻されるか、あるいは
％Ｃａｐ＝ＦP（ＴＲP−ＴＤP）／ＦD（ＴＲD−ＴＤD）  式（２）
のように算出され、式中、ＦPは停止する前の停止したモジュールの流量であり、ＴＲPは停止する前の各モジュールＰの戻り温度であり、ＴＤPは動作レベルが変化する前の各モジュールＰの排出温度であり、ＦDはユニットの設計流量であり、ＴＲD−ＴＤDは各モジュールＰの設計値ΔＴである。
【００７１】
一実施形態において、設計値ΔＴは、冷却バルブが完全に開いているかあるいは好適な設定値で開いている場合の温度差であってもよい。そのような値は、更なる要素として含まれてもよい使用される冷却物質（例えば、水）の温度に依存してもよい。別の実施形態において、固定の流れの送風機を含むモジュールは、ＦP及びＦDの同一の値を有する。そのような実施形態において、モジュールにより戻された％Ｃａｐは、冷却バルブ（例えば、バルブ３２０）の設定に対応してもよい。
【００７２】
可変送風機を含むモジュールにおいて、ＦDは、１００％の容量又は他の何らかの割合、あるいはユニットの好適な（例えば、最適な）動作が行われる値であってもよい。一態様において、ＦPの値は、停止前の送風機の速度に対する設定に対応する。他の実施形態において、加熱（又は冷却）流量ＦΔＴ（設計又は停止前）は、他の手段により判定されてもよく、あるいは単にこの値を測定するモジュールから受信されるだけであってもよい。
【００７３】
＜ＬＯＡＤ行列の算出＞
一実施形態において、ＬＯＡＤ行列は、システムの容量に対するモジュールの動作レベルを低下させる影響の基準を提供する。例えばＬＯＡＤ行列は、他のＣＲＡＣユニットのうちの１つをｏｆｆにする場合にコンピュータルームのサーバの熱負荷に対処するように増加するＣＲＡＣユニットの容量の割合に厳密に関連してもよい。一実施形態において、ＬＯＡＤの行及び列の番号は環境維持モジュールの数に等しい。
【００７４】
負荷行列は伝達行列ＴＭと同時に算出されてもよい。従って、ＴＭの列はＬＯＡＤ行列の列と同時に算出されてもよい。一実施形態において、負荷伝達関数行列（ＬＯＡＤ）は、
ＬＯＡＤ（Ｃindx，Ｋindx）＝Δ％ＣａｐＣindx，Ｋindx／％ＣａｐＫindx  式（３）
のように算出され、式中、Δ％ＣａｐＣindx，ＫindxはモジュールＫindxを停止（又は減少）することにより発生したモジュールＣindxの百分率容量の変化であり、％ＣａｐＫindxは停止前のモジュールＫindxの百分率容量である。ＬＯＡＤ（Ｃindx，Ｃindx）の値は定義上−１００％に等しい。一実施形態において、ＬＯＡＤ（Ｃindx，Ｃindx）の値は、一般にこの値が使用されないため、算出されないかあるいは０（又は他のデフォルト値）に更に設定されてもよい。ＬＯＡＤ行列は、環境維持システムのメモリに格納されてもよく、動作レベルが上昇又は低下したモジュールを判定するために後で使用されてもよい。
【００７５】
＜III.エネルギー使用量を削減するためのＴＭの使用＞
伝達行列は、センサを許容可能な範囲内に維持するために使用されてもよい。伝達行列は、削減されたエネルギー量を使用しつつセンサを許容可能な範囲内に維持する動作レベルを判定するために更に使用されてもよい。エネルギーに対する影響力を判定するため、動作レベルの変化は、アクチュエータ毎に固定値であると仮定される（しかし、全て同一ではない）。このように、各アクチュエータは、互いに比較されてもよく、センサに最も影響を及ぼすアクチュエータを識別してもよい。従って、アクチュエータに伝えられたエネルギー量が最も効率的であるため、このセンサが範囲外である場合、最も影響力を有するアクチュエータは、最もエネルギー効率のよいアクチュエータとして解釈されてもよい。
【００７６】
いくつかの実施形態において、各アクチュエータの増加に対して費やされたエネルギー量は同一である。例えば、アクチュエータの各動作パラメータがモジュールの電力レベルであり、且つ各モジュールが同一のエネルギー効率を有する場合、エネルギー効率の差はない。差が小さい場合、エネルギー効率は同等であると更に仮定されてもよい。
【００７７】
他の実施形態において、アクチュエータは異なるエネルギー消費を有する。そのような状況において、センサ値（Ｙ２−Ｙ１）の変化は、エネルギー係数により変調されてもよい。変調された結果を比較することにより、変化するアクチュエータを判定する際のエネルギー消費を説明してもよい。例えば、所定の変化に対してより少ないエネルギーを使用するアクチュエータがセンサ値の差に対して増加する変調された結果を有することにより、そのアクチュエータを変更する優先度が上がる。一方、エネルギー効率がより低いアクチュエータは、センサ値の差を相対的に減らす。エネルギー消費に対するそのような変調は、伝達行列事態に含まれてもよい。変調の値は、同一の割合だけ各アクチュエータを変更し且つエネルギー使用量を記録することにより判定されてもよい。種々の実施形態において、変調は、乗算、除算、加算、並びに加算演算、乗算演算及び更なる機能演算を含んでもよい座標系の更なる点を含んでもよい。いくつかの実施形態は、変調ではなく、変更するアクチュエータを判定するのに更なる要素としてエネルギー消費値を使用してもよい。例えば、最も少ないエネルギー消費を有しつつ適切なセンサ値の変化を提供するアクチュエータが選択されてもよい。
【００７８】
一実施形態において、加熱／冷却流のモジュールの効率は、エネルギー消費要素の一例である。効率は、モジュールのアクチュエータのある特定の入力設定（例えば、冷水バルブ設定）又は式２の百分率容量として解釈されてもよい。別の実施形態において、モジュールＣindxの効率ηは、
η（Cindx）＝％Ｃａｐ／ＦａｎＳｐｄ  式（５）
のように算出され、式中ＦａｎＳｐｄは、モジュールが現在使用中の送風機最高速度の割合である。一実施形態において、送風機速度は、可変送風機を有さないモジュールに対して１００％である。可変送風機を含むモジュールに対して、送風機は、最大設定を下回る設定、すなわち１００％を下回って動作していてもよい。
【００７９】
一態様において、分母に送風機速度を使用する場合に送風機速度が１００％となるため、その場合に可変送風機速度を有さないモジュールを停止することが優先されてもよく、それにより効率が落ちる。示されるように、冷却能力の量が所定の送風機速度に対して少ないため、あまり効率的でないモジュールはより低い効率を有する。他の効率が入力のレベルで除算されたあらゆる百分率出力を含んでもよく、それにより効率を測定する。例えば、特定の冷水バルブ設定に対する冷却出力は、バルブのアクチュエータに対する効率を算出するために使用されてもよい。
【００８０】
＜IV.センサ値を範囲に維持＞
図６は、本発明の一実施形態に従って高い効率で所望の範囲内にセンサ値を維持するように環境維持システムを制御する方法６００を示すフローチャートである。方法６００は、特定のセンサ値が所望の範囲外のセンサ値を有する場合に動作レベルを変化（上下）させるのに最適な１つ以上のアクチュエータを判定する。例えば、センサ（例えば、高温すぎるコールドアイルセンサ）の温度が閾値を上回る場合、方法６００は、可能な限り迅速に又はエネルギー効率のよい方法でセンサを範囲に戻すように動作レベルを上昇（例えば、開始）させるべきモジュールを判定してもよい。一実施形態において、方法６００の全て又は一部は、コントローラ１５、あるいは本明細書において説明される別のコンピュータ又はプロセッサにより実行される。
【００８１】
ステップ６１０において、センサ値が所望の範囲外のセンサ（例えば、センサ３のうちの１つ）が識別される（例えば、温度が閾値を上回る）。一実施形態において、アプリケーション（例えば、システムのプロセッサ上で実行するソフトウェア）は、範囲外のセンサ値があるかを周期的にチェックしてもよい。部屋を冷却しているシステムの場合、センサ値が所望されるより高温なため、そのようなセンサはホットスポットと呼ばれてもよい。例えば高温すぎるセンサは、センサを監視し且つセンサが閾値より高くなる等、範囲外になる場合に警告信号を送出させることにより識別されてもよい。警告信号は、コントローラ１５の内部又は制御システムの別の部分に生成されてもよい。
【００８２】
いくつかの実施形態において、所望の範囲は、部屋に対する目標値により規定されてもよい。範囲の例には、目標値からの＋又は−のある特定の値、目標値を下回るあらゆる値、あるいは目標値を上回るあらゆる値が含まれる。所望の範囲は、デフォルト値（例えば、データセンタの温度に対して華氏８３度）でウェブが設定可能であってもよい。別の実施形態において、例えば環境が特定の温度を上回るように要求される場合、センサは低温すぎるものとして識別されてもよい。そのような一実施形態において、モジュールは、冷却するのではなく加熱するだろう。
【００８３】
ステップ６２０において、動作レベルが上昇してもよい１つ以上のアクチュエータは、増加可能なアクチュエータとして識別される。動作レベルは、モジュールのアクチュエータに対してあらゆる動作パラメータを示してもよい。動作レベルが上昇しなくてもよい場合の例には、アクチュエータが最大動作レベルであるか、あるいはほぼ最大動作レベルである場合が含まれる。一実施形態において、この判定に対する基準は、動作レベルが最大レベルから所定の量（例えば、割合）内であるかであってもよい。いくつかの例において、特定のモジュールの動作パラメータのうちの一部のみが増加してもよく、他の例において、全ての動作パラメータが増加してもよい。いくつかの実施形態において、増加が停止されるモジュールに限定されてもよいため、増加は開始コマンドになる。
【００８４】
いくつかの実施形態において、アクチュエータを減少することにより、実際にはセンサを範囲内又は少なくとも範囲内により近接して移動させてもよい。そのような例は、方法５００のステップ５４０に対して、例えば伝達行列要素が反対符号を有する場合に上述される。そのような実施形態において、ステップ６２０は、動作レベルの低下が識別されたセンサ値を有益に変化させてもよいアクチュエータを更に識別するように変更されてもよい。以下において、動作レベルの上昇を参照するが、動作レベルの低下が更に実行されてもよい。
【００８５】
ステップ６３０において、システムは、増加可能なアクチュエータ（すなわち、ステップ６２０で識別された）が範囲外のセンサ値を変化させる量（変化値）を予測する。この予測は、増加可能なアクチュエータ毎に実行されてもよい。予測変化値は、アクチュエータの動作レベルが上昇する量に対して所定の値（例えば、５０％又は１００％）を使用することにより推定されてもよい。一実施形態において、予測変化値は、それぞれ停止したモジュールを開始することによりセンサ温度が変化することが判定される程度を予測する。従って、一実施形態において、方法６００は、各々が停止したＣＲＡＣユニットを開始することによりホットスポットを消去することに対する衝撃を推定してもよい。
【００８６】
いくつかの実施形態において、アクチュエータ毎の所定の動作レベルの上昇は、予測変化値を判定するために同一である。他の実施形態において、所定の上昇は、増加可能なアクチュエータ間で異なってもよい。例えば上昇は、動作レベルの上昇のある特定の割合（例えば、１０％、３０％又は１００％）であってもよい。実際に実現される上昇の実際の量は、予測変化値を判定するために使用された所定の上昇と異なってもよい。一実施形態において、所定の上昇は、アクチュエータ（モジュールと同等であってもよい）の動作レベルが上昇できる全ての量である。例えば、種々のモジュールが変化前に種々のレベルで動作していてもよいため、各モジュールは異なる増加を有してもよい。ステップ６２０は、所定の上昇及び／又は実際の上昇に対応し、識別されたアクチュエータが実際には適当な量だけ動作レベルを上昇できることを保証してもよい。
【００８７】
一実施形態において、予測変化値ΔＹは、例えば上述したように判定された伝達行列を使用して取得される。一実施形態は、
Ｙpost−Ｙpre＝ＴＭ（Ｓindx，Ｐindx）＊Δlevel（Ｐindx）  式（６）
を使用し、式中、Ｙpostは変化後の推定されたセンサ値であり、Ｙpreは範囲外の現在のセンサ値であり、Ｓindxは範囲外のセンサに対応し、Ｐindxは動作レベルを上昇するために考慮されているアクチュエータに対応する。所定の上昇は、伝達行列ＴＭを作成するために使用された値とは異なってもよいΔlevelである。更に上述したように、Δlevelは、アクチュエータが増加する実際の量とは異なってもよい。
【００８８】
従って、いくつかの実施形態において、Ｙpostは、ＣＲＡＣ  Ｐindx，Ｙpreを開始した後の推定されたホットスポット温度であってもよく、Ｙpreはホットスポット温度であってもよく、Ｓindxはホットスポット温度を有するセンサに対応してもよく、Ｐindxは開始するために考慮されているＣＲＡＣに対応してもよい。一実施形態において、Δlevel（Ｐindx）は、モジュールを開始する結果得られる推定された容量の変化である。
【００８９】
図６を再度参照すると、ステップ６４０において、アクチュエータは、予測変化値に基づいて増加するために選択される。一実施形態において、Ｙpostの値は、予測変化値を考慮する。別の実施形態において、Ｙpost−Ｙpreの値は予測変化値である。ＴＭを使用する他の予測変化値が更に使用されてもよい。変化値は、センサ値を範囲内にすることを保証するために使用されてもよい。一態様において、Ｙpostは、特定の量により範囲を規定する最大／最小値より低く／高くなるように選択されてもよい。
【００９０】
例えば、Ｙpost又はＹpost−Ｙpreは、センサ値を範囲内に変化させられるアクチュエータを判定するために使用されてもよい。変化値は、センサＳindxに対して最も大きな値の変化を有するアクチュエータを更に判定してもよい。一実施形態において、最大の予測変化値を含むモジュールは、おそらく最も少ない量の動作変化、すなわち最も少ないエネルギー量を含む範囲外状態を直すために使用される。別の実施形態において、最大の予測変化値を含むモジュールは、センサ値を最速に変化させ、且つ範囲状態の別の出力がセンサＳindxに対してより可能性が低いように値を最も自然に変化させると更に仮定されてもよい。例えば、最も低いＹpostを提供するＣＲＡＣユニットが使用されてもよい。変化値は、正の値又は負の値であってもよい。従って、最大という用語は、値が負である場合により小さな数を示してもよい。別の実施形態において、変化閾値より大きい予測変化値を有するユニットのうちのいずれかが使用されてもよい。
【００９１】
上述したように、伝達行列は、例えば式４に対して上述したように、各アクチュエータに対してエネルギー消費要素を含んでもよい。これらのエネルギー消費要素は、例えば要素が既に伝達行列にない場合に変化値を変更するために更に使用されてもよい。例えばモジュールは、依然としてＹpostを範囲内にしつつ、送風機消費電力又は他の電力の最小化に基づいて選択されてもよい。一実施形態において、これらのモジュールが最大容量を下回って動作するため、可変送風機速度を有するモジュールを開始するための優先度がある。
【００９２】
ステップ６５０において、選択されたアクチュエータの動作レベルは上昇するか、あるいは場合によっては上述したように低下する。上述したように、一実施形態において、アプリケーションは、ホットスポットを消去する（例えば、ホットスポットにおいて推定された最も低い温度を生成するＣＲＡＣユニットを開始する）ことに対する最も大きな衝撃を有するアクチュエータの動作レベルを上昇させるものとする。実際の変化Δlevel（Ｐindx）を含む推定されたＹpostが目標値を下回る場合、２つ以上のアクチュエータ又はモジュールは増加してもよい。一実施形態において、Ｙpostがどれも目標値を超えない（すなわち、−デッドバンド）場合、２つのアクチュエータは同時に増加してもよい。デッドバンドは、所望の範囲の境界を超える十分な変化が達成されることを保証できる。
【００９３】
上述したように、レベルが上昇している動作パラメータは、上述の百分率容量等の出力パラメータであってもよい。出力レベルを使用する問題は、特に出力レベルが他のモジュール及びアクチュエータの動作に依存してもよいと仮定すると、出力レベルが所定の入力に対するものを厳密に予測できないという問題であってもよい。従って、達成される動作レベルの厳密な変化を予測するのは困難である。いくつかの実施形態において、動作レベルの変化は既存の動作レベルから推定される。
【００９４】
いくつかの実施形態は、その低温の空気が増加後に再配布される方法を推定できる。均一な再配布の結果、動作モジュール時間の平均出力レベルのデフォルト値Ｎ／（Ｎ＋１）が得られてもよく、式中Ｎは、実際の出力レベルに対して新しいモジュールを増加する前の動作ユニットの数である。平均は、各モジュールから取得されてもよく、あるいは全てのモジュールに対して同一であると仮定されてもよいため、１つの出力レベルのみが判定されてもよい。別の実施形態において、出力レベルは、上述（式３）のＬＯＡＤ行列又はモジュールを増加し且つ変化した容量を測定することにより作成される同様のＬＯＡＤ行列から判定されてもよい。実際の容量は実際の容量とは異なってもよいが、この推定された値は、２つ以上のモジュールを増加する必要があるかを判定するのを助長してもよい。
【００９５】
ステップ６６０において、他のアクチュエータは、例えばある特定の期間又は基準（例えば、方法５００に対して上述されたような準定常ステート状態）に基づいて増加することを防止される。一実施形態において、選択された１つ以上のアクチュエータが増加した後にタイマを開始する。一態様において、タイマは、タイマの期限が切れるまで別の増加を防止するものとするウェブが設定可能なタイマ（デフォルト１５分）である。別の実施形態において、モジュールは、アクチュエータを増加することに応答してセンサ値が平衡状態に達するまで増加することを防止されてもよい。一態様において、これにより、非常に多くのアクチュエータが同様の状態の時に増加し必要以上に多くのユニットを使用して非常に多くのエネルギーを使用することを防止する。
【００９６】
ステップ６７０において、伝達関数行列ＴＭが更新される。例えば、増加したアクチュエータ（例えば、開始したモジュール）に対するＴＭの値は、式１を使用して更新されてもよい。このように、初期化がどれほど正確であったかを判定できるか、あるいは温度が維持されている負荷の変化に適応でき、ＴＭはそれに応答して改善されてもよい。従って、このような更新は、伝達行列の変化する関係に対処できる。このように、システムは、システムの変数が変化するのに伴い変化するため、正確な推定を提供し続けることができる。
【００９７】
いくつかの実施形態において、更新の第１のステップは、いずれかの動作レベル及び選択されたアクチュエータの動作レベル（例えば、百分率容量）が上昇する前にセンサ値を記録することであってもよい（ｏｆｆにされるアクチュエータを識別することを含んでもよい）。更新の次のステップは、設定期間後又は基準を満たした後のセンサ値及び増加したアクチュエータの動作レベルを記録することであってもよい。一実施形態において、式１のＴＭの新しい行列要素は、変更されるアクチュエータに対応する列（ｊ）毎に算出される。新しいＴＭは、
ＴＭ（ｉ，ｊ）new＝ｇ＊ＴＭ（ｉ，ｊ）new＋（１−ｇ）＊ＴＭ（ｉ，ｊ）old  式７
のように更新され、式中ｇは、０〜１（例えば、デフォルト０．３）である。一実施形態において、ｇの値は、時間で変動してもよくあるいは別の変数に依存してもよい。他の実施形態において、他のより古いＴＭ行列（すなわち、ＴＭolder等の前の更新からの行列要素）は、組み合わせてＴＭnewを取得するために使用されてもよい。
【００９８】
一実施形態において、各アクチュエータの動作レベルが測定され、各列が更新される。従って、各行はセンサ値において同一の変化を有するが、動作レベルの変化は異なる。動作レベルがたとえ唯一のアクチュエータへの入力が変更されても変化してもよい出力レベルである場合、これらの他の行列要素が算出されてもよい。
【００９９】
他の実施形態において、低温すぎるアイルセンサ（又は他のセンサ）は、コールドスポットを識別するために更に使用されてもよい。上述の方法は、例えばシステムが上述したように周囲温度に対して環境を冷却するのではなく加熱しようとしている場合、加熱するＨＶＡＣユニットをｏｎにするために使用されてもよい。システムが冷却される実施形態において、コールドスポットを感知することにより、ＨＶＡＣユニットのうちの１つの停止をトリガしてもよい。低い温度が未熟なディスクドライブの故障と関連付けられることが示されているため、コールドスポットをそのように防止することにより助長できる。モジュールの停止は、他の理由でも発生する可能性がある。
【０１００】
方法６００は繰り返されてもよい。例えばチェックは、いずれかのセンサが範囲外であるかを判定するために周期的に実行されてもよい。一実施形態において、増加量は少なくとも所定の量（１００％未満であってもよい）であってもよい。増加が最大値未満である場合、次回では同一の１つ以上のアクチュエータが選択されてもよい。
【０１０１】
いくつかの実施形態において、単に中間値だけ増減させることとは対照的に、アクチュエータ（場合によってはモジュール全体）を開始又は停止することが優先されてもよい。一実施形態において、アクチュエータをｏｎにすることでセンサ値が範囲に戻らない場合、現在作動中の他のアクチュエータが解析されてもよい。別の実施形態において、ｏｎ又はｏｆｆにされるだけでよいものの組合せがある場合にのみ優先され、他のアクチュエータは他の中間設定を有する。これらの実施形態は、本明細書において記載され且つ説明される他の実施形態に適用されてもよい。２つの異なる伝達行列が使用されてもよく、一方は開始又は停止すべきかを判定するためのものであり、他方は１００％未満であってもよい変数増加又は変数減少すべきかを判定するためのものである。
【０１０２】
＜ランダム性を使用した変更すべきパラメータの選択＞
最大変化値を提供する動作パラメータ（例えば、モジュールへの電力）が常に選択される場合、ある特定のパラメータは常に変更されてもよい。例えば変更される同一のアクチュエータは、多くの場合、その伝達行列がそのアクチュエータを間違って重み付けするようにしてもよいため、将来その同一のアクチュエータをより多く選択するようにしてもよい。偏りを除去するため、いくつかの実施形態はランダムに別のアクチュエータを選択する。選択は、依然としてセンサを範囲内にするアクチュエータに依然として限定されてもよい。ランダム性により、アクチュエータの増加の何らかの特定のパターンを防止でき、システムの自然関数ではなく偏りを反映する。
【０１０３】
一実施形態において、選択により、第２の最適なアクチュエータをランダムに選択する。次善のアクチュエータが選択される全体的な割合（例えば、時間の２０％）が選択されてもよいが、次善の選択に対する厳密な時間はランダムであってもよい。別の実施形態において、センサ値を範囲に戻すことが予測される各アクチュエータは、ランダムな選択中に選定されることを許可される。
【０１０４】
＜エネルギー節約対信頼性＞
上述したように、アクチュエータを減少することにより、範囲外のセンサ値を所望に変化させることができる場合もある。変化は、センサ値を範囲に戻すようにするほど十分でない場合もあるが、依然として所望の方向である。例えばデータセンタを冷却する場合、モジュールを停止することにより、実際にはセンサ温度が低下する可能性がある。
【０１０５】
いくつかの実施形態において、センサ値を可能な限り迅速に範囲に戻すよりもエネルギーを節約するのが望ましい。従って、アクチュエータを増加するよりも減少することに優先度があってもよい。一実施形態において、そのような優先度は、センサを範囲に戻す全てのアクチュエータの変更の間で行われてもよい。別の実施形態において、変化よりセンサが範囲に戻らない場合でも変化が所望の範囲に対するものである限り、減少することがそのように優先されてもよい。例えば、範囲が８３°未満であり且つホットスポット温度が８７°である場合、温度を８５°に変化させる予測されたアクチュエータの変更は、アクチュエータを減少することを選択するのに許容可能だろう。一実施形態において、減少は常にアクチュエータを停止させている。
【０１０６】
＜V.動作レベルを低下させることによるエネルギーの節約＞
全てのセンサが範囲内にある場合、アクチュエータの動作はエネルギーを節約するために軽減されてもよい。そのように軽減された動作は、センサ値に対して範囲外状態を防止するように制御されてもよい。例えば予測変化値は、センサ値を範囲に戻すアクチュエータを判定するために先に使用されたように、範囲外状態を発生させないアクチュエータを判定するために使用されてもよい。
【０１０７】
図７は、本発明の一実施形態に従ってアクチュエータの動作を軽減することにより環境維持システムを制御する方法７００を示すフローチャートである。方法７００は、減少するのに許容可能なアクチュエータを判定する。一実施形態において、方法７００及び本明細書において示される他の方法の全て又は一部は、コントローラ１５又は本明細書において説明される別のプロセッサにより実行される。
【０１０８】
ステップ７１０において、現在エネルギーを使用中（すなわち、動作中）のアクチュエータが識別される。種々の実施形態において、エネルギー使用は、電気的（例えば、送風機への電力）、例えば加熱／冷却（例えば、冷水を冷却要素に供給する）等熱的又は可燃性（例えば、ガスを燃やして熱を提供する）であってもよい。一実施形態において、識別されたアクチュエータは、減少するのに使用可能なアクチュエータに更に限定される。例えば、モジュールへの電力が減少する動作パラメータのみである場合、モジュールは単一のアクチュエータとしてとらえられる。
【０１０９】
ステップ７２０において、動作中のモジュールの動作レベルが少なくとも所定の量（例えば、５０％又は１００％）だけ低下した場合、システムは結果として得られるセンサ値を推定する。結果として得られるセンサ値は、動作中のモジュール毎に判定されてもよい。動作レベルは、モジュール自体であると考えられてもよいモジュールのアクチュエータに対応する。モジュールに対して２つ以上のアクチュエータがあってもよいため、結果として得られるセンサ値は、アクチュエータ毎の所定の変化量に対して判定されてもよい。一実施形態において、以下の式
Ｐindx：Ｙpost＝Ｙpre＋ＴＭ（Ｓindx，Ｐindx）＊Δlevel（Ｐindx）  式８
は、パラメータに対する所定の変更Δlevelに対してセンサ値の変化を判定するために使用される。
【０１１０】
ステップ７３０において、どれも第１の範囲外にない推定されたセンサ値を有する現在作動中の複数のモジュールのうちの１つ以上の第１の集合が判定される。例えば、一実施形態において、モジュールをｏｆｆにすることにより範囲外状態を発生させない場合、モジュールは第１の集合の一部になる。別の実施形態において、モジュールの１つ以上のアクチュエータを減少することにより範囲外状態を発生させない場合、モジュールは第１の集合の一部となる。本明細書において説明されるように、各センサは異なる範囲を有してもよく、第１の範囲という用語はこれらの種々の範囲を含む。範囲は、本明細書において説明されるような閾値及びデッドバンド値を含んでもよい。
【０１１１】
ステップ７４０において、第１の集合の少なくとも１つのモジュールの動作レベルは、現在作動中の複数のモジュールのうちの１つ以上がどれも第１の範囲外にない推定されたセンサ値を有するとの判定に応答して低下する。一実施形態において、動作レベルは、モジュール全体に対する動作レベルであってもよく、例えばモジュールをオフにすることであってもよい。別の実施形態において、アクチュエータの２つ以上の動作レベルは、モジュールに対して低下してもよい。更に別の実施形態において、複数のモジュールの種々のアクチュエータが減少してもよい。一実施形態において、複数のアクチュエータを減少することの相乗効果は、線形性を仮定し且つ単に減少する結果得られる変化を合計することにより達成されてもよい。
【０１１２】
いくつかの実施形態において、動作レベルが低下した可能性のあるモジュールの第１の集合は、閾値（例えば、４０％）未満の効率（例えば、式５から算出されるような）を有するモジュールに更に限定される。一実施形態において、最も効率の低いアクチュエータが減少する。別の実施形態において、減少後のシステムに対する負荷が閾値を上回る場合、動作レベルは低下しない。一実現例において、負荷は、式３のＬＯＡＤ行列を使用して算出されてもよい。
【０１１３】
作動中の各モジュールのモジュールＣindxの推定された百分率容量は、
2013502659.tif 000003
のように算出されてもよく、負荷行列は、他のアクチュエータの使用の容量に対する動作レベルを低下させる影響の基準を提供する。負荷行列要素ＬＯＡＤ（Ｃindx，Ｋindx）は、モジュールＣindxの容量に対するモジュールＫindxを停止する影響の基準を提供する。推定された百分率容量は、合計されるかあるいは組み合わされ、合計負荷を判定してもよい。％Ｃａｐ（Ｓindx）は停止されるＣＲＡＣユニットであり、％Ｃａｐ（Ｃindx）は効率が判定されているＣＲＡＣユニットに対するものである。
2013502659.tif 000004
におけるオーババーは、値が推定値であることを示す。
【０１１４】
一実施形態において、別のモジュールの動作レベルを低下させることは、第１の集合の少なくとも１つのモジュールを減少した後に所定の時間の長さの期限が切れるまで防止される。別の実施形態において、伝達行列要素は、上述したのと同様の方法で更新されてもよい。例えば減少前後のセンサ値は、１つ以上のアクチュエータの動作レベルの変化と共に使用されてもよい。
【０１１５】
＜VI.モジュールの停止＞
上述したように、動作パラメータの動作レベルを低下させるモジュールを識別する処理の結果、モジュールを完全に停止させてもよい。図８は、本発明の一実施形態に従って複数のモジュール及びセンサを含むモジュールを停止することにより環境維持システムを制御する方法８００を示すフローチャートである。方法８００は、停止させるのに最適なモジュールを判定できる。特に方法８００は、システムが冷却でき且つセンサが温度センサである一例を説明する。
【０１１６】
ステップ８１０において、効率が閾値未満であるモジュールが識別される。一実施形態において、閾値はウェブが設定可能である（例えば、デフォルトが４０％）。効率は、式５又は本明細書において説明される他の方法を使用して測定されてもよい。一実施形態において、方法８００は、第１の反復で効率の最も低い値を含むモジュールを最初に見つけることができる。このように、最も少ない量の冷却（実施形態に依存して加熱）を実行しているユニットは、場合によっては遮断するために目標にされてもよい。他の実施形態において、２つ以上のモジュールは反復毎に識別されてもよい。
【０１１７】
ステップ８２０において、識別されたモジュールが遮断された場合に依然として存在し続ける各モジュールの百分率容量が推定される。一実施形態において、アプリケーションは、目標ユニットが式９を使用して遮断された場合に依然として存在し続ける各ＣＲＡＣユニットの百分率容量を推定するものとする。
【０１１８】
ステップ８３０において、エネルギー負荷は百分率容量から判定される。一実施形態において、エネルギー負荷はシステムの平均百分率容量として示される。別の実施形態において、熱負荷は、例えばユニットの各容量で乗算された百分率容量の項を合計することにより判定されるようなシステムの合計エネルギー負荷である。別の実施形態において、エネルギー負荷はモジュールの最大百分率容量に対応する。
【０１１９】
ステップ８４０において、推定されたエネルギー負荷が負荷閾値を上回るかが判定される。推定されたエネルギー負荷が負荷閾値を上回らない場合、方法は進む。推定されたエネルギー負荷が負荷閾値を上回る場合、ステップ８１０に戻り、場合によっては停止するために別のモジュールを識別する。この判定は、モジュールを停止することによりシステムに負荷をかけ過ぎるのを防止することを助長する。
【０１２０】
一例において、目標モジュールを遮断することにより、ユニットが遮断された後も依然として存在し続ける容量の目標の割合（デフォルト＝９０％）をエネルギー負荷が超えない場合、そのモジュールは遮断される。一実施形態において、最も効率の低いモジュールを遮断することにより、依然として存在し続けるモジュールに負荷をかけ過ぎるかあるいはそのモジュールを範囲外状態（例えば、ホットスポット）にする場合、次に最も効率の低いモジュールは、停止するために評価されるものとする。
【０１２１】
エネルギー負荷がモジュールの最大百分率容量である一実施形態において、効率閾値は、合計容量（例えば、９５％）に対して使用された効率閾値より大きくてもよい。双方の種類の閾値が更に使用されてもよい。
【０１２２】
ステップ８５０において、識別されたモジュールを停止した場合のセンサ温度が推定される。一実施形態において、目標ＣＲＡＣユニットが式８を使用して遮断された場合、アプリケーションはコールドアイル温度を推定する。
【０１２３】
ステップ８６０において、推定されたセンサ値のうちのいずれかが閾値を上回るか、すなわち範囲外にあるかが判定される。このステップは、ホットスポットの作成を防止するのを助長する。推定されたセンサ値が閾値を上回らない場合、方法は進む。推定されたセンサ値が閾値を上回る場合、ステップ８１０に戻り、別のモジュールを識別する。
【０１２４】
一例において、目標モジュールを遮断することによりいかなるセンサ値も閾値−デッドバンド（例えば、８３°Ｆ−２°Ｆ）を上回らない場合、目標モジュールを停止してもよい。デッドバンドを使用することにより、センサが閾値に近接しないことを保証できる。
【０１２５】
一実施形態において、ホットスポットを判定するために使用された目標温度（又は他のセンサ値）は、センサ温度が目標閾値−デッドバンドを上回るかを判定するために使用された同一の目標温度である。
【０１２６】
ステップ８７０において、識別されたモジュールを停止する。一実施形態において、識別されたモジュールを停止した後、例えばウェブが設定可能な制限（デフォルト１５分）を含むスタート／ストップタイマを開始し、且つスタート／ストップタイマの期限が切れるまで別のＣＲＡＣユニットを停止しないものとする。
【０１２７】
また、スタート／ストップタイマの期限が切れた後、目標ＣＲＡＣユニットに対応するＴＭの値は上述したように更新されてもよい。一態様において、更新の第１のステップは、スタート／ストップタイマが再開される前に停止されているＣＲＡＣユニットを含むｏｎにされるＣＲＡＣユニットのコールドアイル温度及び百分率容量を記録するステップである。更新の第２のステップは、スタート／ストップタイマの期限が切れた後のコールドアイル温度及び百分率容量を記録するステップである。式１及び式２におけるＴＭの値は、例えば式５に従って算出され且つ更新される。
【０１２８】
＜VII.開始及び停止＞
いくつかの実施形態において、制御システムは、変更（増減）すべきアクチュエータを追跡し、センサ値を所望の範囲内に効率的に維持し、且つ種々の時間において範囲外状態を発生させずにエネルギーを節約するために減少されてもよいアクチュエータを追跡できる。一実施形態において、センサ値を範囲内に維持するための論理は、エネルギー使用を減少するための論理より優先される。例えば、効率の低いＣＲＡＣがあり且つ同時にホットスポットがある場合、ＣＲＡＣを停止するのではなく開始する。
【０１２９】
図９は、発明の一実施形態に従ってセンサ値を所望の範囲内に維持し且つエネルギー使用を減少するようにモジュールの動作レベルを上下させることにより環境維持システムを制御する方法９００を示すフローチャートである。方法９００は、種々の状態に基づいて増減するのに最適なアクチュエータを判定できる。
【０１３０】
ステップ９１０において、伝達行列ＴＭ（式１を参照）及び場合によってはＬＯＡＤ行列（式３）が初期化される。一実施形態において、伝達行列ＴＭは方法５００を使用して初期化される。他の実施形態において、デフォルト値が仮定される場合又は別の制御システムにより初期化が実行される場合、伝達行列ＴＭは、制御システムにより受信されてもよい。
【０１３１】
ステップ９２０において、アクチュエータの動作レベルの変化が防止されるかが判定される。種々の実施形態に対して本明細書において示されるように、防止、例えば準定常ステート状態がセンサ値で達成されたかは、タイマ又は基準により判定されてもよい。一例として、タイマの期限が切れていない場合、「ｙｅｓ」分岐を取り且つモジュールを開始又は停止するのが許容可能になるまで待つか、あるいはモジュールのアクチュエータの動作レベルの他の変更を選択する。タイマの期限が切れた場合、「ｎｏ」分岐に沿って継続する。変化の防止は、相対的に高い頻度で、例えば１０秒毎又は３０秒毎に周期的に判定されてもよい。
【０１３２】
ステップ９３０において、センサ値が監視され、範囲外状態が存在するかを判定する。一実施形態において、温度（例えば、サーバに近接するコールドアイル温度）が監視され、ホットスポット（又は閾値の他の侵害）が発生しているかを判定する。範囲外状態が存在する場合、ステップ９４０に進む。範囲外状態が存在しない場合、ステップ９６０に進む。
【０１３３】
一実施形態において、動作レベルの変化が防止されてもセンサ値は監視されてもよい。このように、防止が解除されると、防止が実施された際に発生していた範囲外状態に対処して前に進んでもよい。
【０１３４】
ステップ９４０において、制御システムは、センサ値を範囲内にするために変更すべき動作パラメータを判定してもよい。そのような判定は、方法６００の実施形態のうちのいずれかにより実行されてもよい。一実施形態において、動作パラメータは、モジュールを開始又は停止するかである。別の実施形態において、動作パラメータは、１つ以上のアクチュエータの動作レベルであってもよい。
【０１３５】
ステップ９５０において、タイマを開始し、本明細書において示される他の方法の他のステップに対して更に実行されてもよいように、タイマの期限が切れるまで及び／又は準定常ステート状態が実現されるまで他の動作レベルが変化するのを防止する。タイマの期限が切れる際、ＴＭ行列及び／又はＬＯＡＤ行列は更新されてもよい。
【０１３６】
範囲外状態が存在しない場合に分岐に戻ると、ステップ９６０において、アクチュエータ（場合によってはモジュール全体を含む）のいずれかが効率閾値を下回る効率を有するかが判定される。効率は、本明細書において示される方法のうちのいずれかにより判定されてもよい。一実施形態において、モジュールがエネルギー閾値を下回って動作していない場合、ステップ９２０に戻る。別の実施形態において、モジュールが閾値を下回る効率で動作していない場合でも処理は継続してもよい。
【０１３７】
ステップ９７０において、アクチュエータが範囲外状態を発生させずに動作レベルを低下（例えば、停止）させることができるかが判定される。範囲外状態が発生するかの予測は、本明細書において示されるように実行されてもよい。例えばそのような判定は、方法７００の実施形態のうちのいずれかにより実行されてもよい。一実施形態において、依然として範囲外状態を発生させない最も高い能力を含むモジュールを減少（例えば、停止）する。
【０１３８】
ステップ９８０において、タイマを開始し、タイマの期限が切れるまで及び／又は準定常ステート状態が達成されるまで他のユニットが変化するのを防止する。タイマの期限が切れる際、ＴＭ行列及び／又はＬＯＡＤ行列は更新されてもよい。
【０１３９】
＜VIII.ＴＭの複数の列の同時算出＞
一実施形態において、一度の１つの列の伝達行列要素が算出されてもよい。例えば、唯一の動作パラメータ（すなわち、アクチュエータの動作レベル）が変動してもよく、センサ値の変化は、変更されたパラメータに対応する伝達行列ＴＭの列を更新するために使用される。そのような一実施形態により、動作レベルとセンサ値との対話を隔離できる。しかし、全てのアクチュエータが行列要素を取得するために減少され且つ次に増加されなければならないため、そのような処理は遅い場合がある（尚、ＴＭは増減後に更新されてもよい）。初期化をより効率的にするため、いくつかの実施形態は、同時に複数の動作レベルを変化させることにより、複数の列に対する行列要素を算出してもよい。
【０１４０】
いくつかの実施形態において、複数の列は一度に判定される。一実施形態において、各パラメータは２回以上変更され、各変更からの行列要素の平均（例えば、加重平均）は、新しい行列要素を判定するために使用される。単一の動作パラメータに対する処理は、アクチュエータをｏｆｆにすること（又は他の何らかの減少）、行列要素を算出すること、アクチュエータをｏｎにすること及び再度行列要素を算出することを含んでもよく、算出された２つの行列要素の平均が判定される。上記の例のアクチュエータの変更の各点において、複数のアクチュエータは同時に変更されてもよい。いくつかの実施形態において、行列要素は、伝達行列の要素を更新するように再設定する共分散を含む再帰最小二乗を使用して更新される。
【０１４１】
一実施形態において、伝達行列の各要素は、動作レベルの変化とも呼ばれる制御動作の定常ステート変化により除算された処理変数（例えば、吸気温度）の定常ステート変化である（例えば、冷却ユニットを開始及び停止する）。行がセンサ値に対応し且つ列が制御動作に対応するように伝達行列が配置される場合、伝達行列の要素は、
ＴＭ（ｉ，ｊ）＝（Ｙ（ｉ）after−Ｙ（ｉ）before）／（ｕ（ｊ）after−ｕ（ｊ）before）＝ｄＹ（ｉ）／ｄｕ（ｊ）  式（１０）
のように規定され、式中、Ｙは処理出力のベクトル（例えば、サーバ吸気温度、気圧、湿度等）であり、ｕは制御コマンドのベクトル又は場合によっては出力レベルである。制御コマンドがｏｎ／ｏｆｆである場合、ｕは１（ｏｎ）又は０（ｏｆｆ）の値を取る。
【０１４２】
伝達行列に加え、一実施形態は共分散行列を使用できる。一実施形態において、共分散行列は、制御動作の数の大きさの正方行列である（すなわち、共分散行列は、ｕの要素数と同数の行及び列を有する）。初期の共分散行列は、大きな数（例えば、１ｅ６）で乗算された恒等行列であってもよい。一態様において、共分散行列は、センサに対応する伝達行列の推定された値の不確実性を説明してもよい。例えば共分散行列は、特定のセンサに対応するパラメータの伝達行列ベクトルの不確実性を提供してもよい。一実施形態において、他方のアクチュエータを超える一方のアクチュエータの動作レベルを変化させることにより、そのパラメータがセンサに影響を及ぼす方法に関するより多くの情報があるため、そのアクチュエータに対応する共分散行列の要素を減少できる。
【０１４３】
一実施形態において、伝達行列ＴＭの初期化は以下の方法に従って実行されてもよい。以下のステップのうちのいくつかはオプションであってもよい。
【０１４４】
ステップ１において、共分散行列Ｐは、対角エントリが１０6である対角行列に設定される。ステップ２において、伝達行列値ＴＭはゼロに設定される。ステップ３において、全てのアクチュエータ（モジュール全体と同等であってもよい）は１００％又は他の何らかの一般的な値になる。ステップ４において、「前の」温度が記録される。ステップ５において、最初のアクチュエータを下げるか又はｏｆｆにする。
【０１４５】
ステップ６において、設定可能なタイマが時間切れになる（例えば、１５分のデフォルトで）か、準定常ステート状態に到達するか、あるいはコールドアイル温度が限度を超える（例えば、８７°Ｆのデフォルトで）まで初期化は待つ。ステップ７において、「後の」温度が記録される。ステップ８において、温度変化ｄＹが算出される。
【０１４６】
ステップ９において、学習更新が実行される。一実施形態において、学習ベクトルＬは、
Ｌ＝Ｐ＊ｄｕ／（λ＋ｄｕT＊Ｐ＊ｄｕ）  （式１１）
のように算出され、共分散行列は
Ｐ＝（Ｉ−Ｌ＊ｄｕT）＊Ｐ／λ  （式１２）
を使用して更新され、式中、ｄｕは入力制御コマンドの変化（又は出力レベルの変化）のベクトルであり、Ｉは恒等行列であり、λは忘却係数である。一態様において、λは初期化中「１」であってもよい。行列は、例えば以下の対角要素を上記の対角要素に設定することにより対称になってもよい。
【０１４７】
伝達行列は、予測誤差を算出してＴＭの行を更新することにより更に算出されてもよく、これは、全ての列又は単に変更されたアクチュエータに対応する列に対して実行されてもよい。一実施形態において、センサＳindxに対する誤差はｅ＝ｄＹ（Ｓindx）−ＴＭ（Ｓindx,：）＊ｄｕであり、新しいＴＭ行列要素は、全ての列又は単に変更されたアクチュエータに対する列にわたりＴＭ（sindx，：）＝ＴＭ（sindx，：）＋（Ｌ＊ｅ）である。
【０１４８】
ステップ１０において、第１のアクチュエータは前のレベルに戻り、第２のアクチュエータはｏｆｆにされるかあるいは下げられる。ステップ１１において、例えばステップ６のように時間を待つ。ステップ１２において、「後の」温度が記録される。ステップ１３において、温度変化ｄＹが算出される。ステップ１４において、例えばステップ９で上述されたように学習更新が実行される。ステップ１５において、次のアクチュエータは、前のレベルに戻り、下げられるかあるいはｏｆｆにされる。
【０１４９】
ステップ１６において、後続ユニットが全て上／下又はｏｎ／ｏｆｆに循環されるまで、それらに対するステップ１１に進んでもよい。第１のアクチュエータが最初に自身で下／ｏｆｆに循環されたように、最後のアクチュエータは自身で上／ｏｎに循環されてもよい。ステップ１７において、最後の共分散行列のトレースはＴｒｆｉｎａｌとして格納されてもよい。いくつかの実施形態において、単に２つ以上のアクチュエータが一度に上に循環され、２つ以上のアクチュエータが一度に下に循環される。
【０１５０】
システムが環境を制御している間、行列要素を更新するために同様の処理又は同一の処理が実現されてもよい。そのような処理は、例えば方法５００〜９００に対して上述されたように、あらゆる変更がアクチュエータに対して実行される際に実行されてもよい。
【０１５１】
ステップ１０１において、変更すべきアクチュエータが判定される。ステップ１０２において、「前の」温度が記録される。ステップ１０３において、アクチュエータの動作レベルが変化する。ステップ１０４において、例えば上述の方法のステップ６のように時間を待つ。ステップ１０５において、「後の」温度が記録される。ステップ１０６において、温度変化（ｄＹ）が算出される。
【０１５２】
ステップ１０７において、動作レベルの変化（ｄｕ）が算出される。ステップ１０８において、例えばステップ９で上述されたように学習更新が実行され、λは１．０であってもよい。ステップ１０９において、予測誤差のベクトルは、Ｅ＝ｄＹ−ＴＭ＊ｄｕのように算出される。ステップ１１０において、平均絶対予測誤差｜Ｅ｜1及び最大絶対予測誤差｜Ｅ｜∞が算出される。ステップ１１１において、加重平均｜Ｅ｜1及び｜Ｅ｜∞である予測誤差の大きさは、
||Ｅ||＝ｗ＊｜Ｅ｜1＋（１−ｗ）＊｜Ｅ｜∞
のように算出される。
【０１５３】
ステップ１１２において、共分散行列のトレースに対する再設定値は、予測誤差の大きさをトレースの再設定値にリンクする式から判定される。図１０はそのような式の一例を提供する。ステップ１１３において、トレースは、トレースが再設定値と同等であるように同一の乗数で既存の値の各々を変倍することにより更新されてもよい。一実施形態において、共分散行列は、そのトレースがＰ＝Ｐ＊Ｔｒreset／ｔｒａｃｅ（Ｐ）のようにトレース再設定値と同等であるように再設定される。ステップ１１４において、ステップ１０１を繰り返す。
【０１５４】
制御システム、コンピュータ又はコントローラのうちのいずれかは、あらゆる適切な数のサブシステムを利用してもよい。そのようなサブシステム又は構成要素の例を図１１に示す。図１１に示されるサブシステムは、システムバス１１７５を介して相互接続される。更なるサブシステム、例えばプリンタ１１７４、キーボード１１７８、固定ディスク１１７９、ディスプレイアダプタ１１８２に結合されるモニタ１１７６及びその他が示される。入力／出力（Ｉ／Ｏ）コントローラ１１７１に結合する周辺デバイス及びＩ／Ｏデバイスは、シリアルポート１１７７等の当技術分野において既知であるあらゆる数の手段によりコンピュータシステムに接続されてもよい。例えば、シリアルポート１７７又は外部インタフェース１１８１は、コンピュータ装置をインターネット等のワイドエリアネットワーク、マウス入力デバイス又はスキャナに接続するために使用されてもよい。システムバスを介した相互接続により、中央処理装置１１７３は、各サブシステムと通信し且つシステムメモリ１１７２又は固定ディスク１１７９からの命令の実行及びサブシステム間の情報のやり取りを制御できる。システムメモリ１１７２及び／又は固定ディスク１１７９は、コンピュータ可読媒体を組み込んでもよい。
【０１５５】
本開示内容の範囲及び趣旨から逸脱せずに、種々の変更が実施形態に対して行われてもよいことは明らかであるべきである。
【０１５６】
本発明の特定の態様の特定の詳細は、本発明の実施形態の趣旨及び範囲から逸脱せずに何らかの適切な方法で組み合わされてもよい。しかし、本発明の他の実施形態は、各々の個々の態様又はこれらの個々の態様の特定の組み合わせに関連する特定の実施形態に関してもよい。
【０１５７】
上述の本発明は、モジュラーにおいて又は統合された方法でコンピュータソフトウェアを使用して制御論理の形式で実現されてもよいことが理解されるべきである。本明細書において提供された開示内容及び教示に基づいて、当業者は、ハードウェア、並びにハードウェアとソフトウェアとの組合せを使用して本発明を実現する他のやり方及び／又は方法を認識し且つ理解するだろう。
【０１５８】
本出願において説明されたソフトウェアコンポーネント又はソフトウェア機能のいずれかは、例えば従来の技術又はオブジェクト指向の技術等を使用するＪａｖａ、Ｃ＋＋又はＰｅｒｌ等の何らかの適切なコンピュータ言語を使用するプロセッサにより実行されるソフトウェアコードとして実現されてもよい。本発明の特徴を組み込むコンピュータプログラムは、格納及び／又は送信のために種々のコンピュータ可読媒体上で符号化されてもよい。適切な媒体は、磁気ディスク又は磁気テープ、コンパクトディスク（ＣＤ）又はＤＶＤ（デジタル汎用ディスク）等の光学記憶媒体及びフラッシュメモリ等を含む。コンピュータ可読媒体は、そのような記憶装置又は送信装置のあらゆる組合せであってもよい。
【０１５９】
更にそのようなプログラムは、インターネットを含む種々のプロトコルに適合する有線ネットワーク、光ネットワーク及び／又は無線ネットワークを介して送信するように構成された搬送波信号を使用して符号化され且つ送信されてもよい。従って、本発明の一実施形態に係るコンピュータ可読媒体は、そのようなプログラムにより符号化されたデータ信号を使用して作成されてもよい。プログラムコードにより符号化されたコンピュータ可読媒体は、互換デバイスとパッケージ化されてもよく、あるいは他のデバイスとは別個に提供されてもよい（例えば、インターネットダウンロードを介して）。そのようなあらゆるコンピュータ可読媒体は、単一のコンピュータプログラム（例えば、ハードドライブ又はコンピュータシステム全体）上又は単一のコンピュータプログラム内に常駐してもよく、システム又はネットワーク内の種々のコンピュータプログラム上又は種々のコンピュータプログラム内に存在してもよい。
【０１６０】
本発明の例示的な実施形態の上記の説明は、例示及び説明のために提示された。本発明の例示的な実施形態の上記の説明は、本発明を網羅すること又は説明された厳密な形式に限定することを意図せず、多くの変更及び変形は上記教示に鑑みて可能である。本発明の原理及びその実際的な適用範囲を最適に説明することにより、他の当業者が考えられる特定の用途に適するような種々の実施形態における本発明及び種々の変更を含む本発明を最適に利用できるように、実施形態は選択され且つ説明された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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