CN110943671B - 一种电机信号控制方法、终端设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电机控制技术领域，提供了一种电机信号控制方法、终端设备及存储介质，方法包括：根据原始单频电信号获得初始加权曲线，并划分出初始加权曲线的增益段、衰减段、上升段和稳定段；在预设取值范围内对增益段、衰减段、上升段和稳定段随机赋值，获得信号调节曲线；根据原始单频电信号和信号调节曲线计算电机信号；利用电机信号驱动电机振动。本发明的电机信号控制方法可以提供一种电机信号，通过此电机信号驱动电机振动时，可以平稳电机到达稳态响应状态之前的响应变化，提高震感效果。

Description

一种电机信号控制方法、终端设备及存储介质

【技术领域】

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机信号控制方法、终端设备及存储介质。

【背景技术】

单频电信号作为一种基础的驱动信号，在实际应用中极为广泛，使用不同频率的单频电信号驱动电机，可以提供不同的震感效果。但是对于常见的电机来说，通常只有一个电机谐振频率，如果使用与电机谐振频率相同的单频电信号激励电机，电机响应的振动量会从零状态平滑地提升到最终的稳定状态；但是，如果使用与电机谐振频率不同的单频电信号激励电机时，电机响应初期会出现一定程度的过冲现象，即电机在一定时间内的振动量超过稳态振动量，随后下降至低于稳态振动量，最后上升至稳态振动量的过程，而该过程电机响应包含的频率分量中，单频电信号的占比较小，违背了单频电信号产生单频振动量的设计初衷，并且，单频电信号的频率越远离电机谐振频率，这种过冲现象越明显。

因此，有必要提供一种电机信号控制方法，消除使用不同频率的单频电信号驱动电机时所导致的电机过冲现象。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种电机信号控制方法、终端设备及存储介质，以解决现有技术中使用与电机谐振频率不同的单频电信号激励电机时，电机响应初期会出现过冲现象，导致电机的振动量剧烈变化，降低了震感效果的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明第一方面提供了一种电机信号控制方法，包括：

根据原始单频电信号获得初始加权曲线，并划分出所述初始加权曲线的增益段、衰减段、上升段和稳定段；

在预设取值范围内对所述增益段、衰减段、上升段和稳定段随机赋值，获得信号调节曲线；

根据所述原始单频电信号和所述信号调节曲线计算电机信号；

利用所述电机信号驱动电机振动。

可选地，所述根据原始单频电信号获得初始加权曲线，并划分出所述初始加权曲线的增益段、衰减段、上升段和稳定段，包括：

获取所述原始单频电信号的时长，将所述原始单频电信号的时长作为所述初始加权曲线的时长，以及获取所述电机响应于所述原始单频电信号的振动量变化；

根据所述振动量变化将所述初始加权曲线划分为增益段、衰减段、上升段和稳定段。

可选地，所述在预设取值范围内对所述增益段、衰减段、上升段和稳定段随机赋值，获得信号调节曲线，包括：

设置赋值后的所述初始加权曲线的稳定段的值为1，设置赋值后的所述初始加权曲线的增益段和衰减段的值大于1，及设置赋值后的所述初始加权曲线的上升段的值小于1；

对赋值后的初始加权曲线进行滤波处理，获得所述信号调节曲线。

可选地，所述根据所述原始单频电信号和所述信号调节曲线计算电机信号，包括：

将所述原始单频电信号与所述信号调节曲线相乘，获得电机信号。

可选地，所述根据所述原始单频电信号和所述信号调节曲线计算电机信号之后，包括：

使用所述电机信号模拟所述电机振动，获取所述电机振动的振动量；

根据所述振动量判断所述电机的过冲程度；

若所述过冲程度在预设数值范围外，则调整所述增益段、衰减段和上升段的赋值，获得新的信号调节曲线，并使用新的信号调节曲线返回根据所述原始单频电信号和所述信号调节曲线计算电机信号的步骤，直至所述过冲程度在所述数值范围内。

可选地，所述若所述过冲程度在预设数值范围外，则调整所述增益段、衰减段和上升段的赋值，获得新的信号调节曲线包括：

计算所述振动量的启动速度；

若所述振动量的启动速度小于所述电机的启动速度参考标准，则以第一调整数值提高所述增益段和所述衰减段的赋值，并以第二调整数值增加所述衰减段的时长；

若所述振动量的启动速度大于所述电机的启动速度参考标准，则以第一调整数值降低所述增益段和所述衰减段的赋值，并以第二调整数值减少所述衰减段的时长。

可选地，所述若所述过冲程度在预设数值范围外，则调整所述增益段、衰减段和上升段的赋值，获得新的信号调节曲线还包括：

获取所述电机的上升段振动量；

若所述电机的上升段振动量大于所述电机的响应值参考标准，则以第三调整数值降低所述上升段的赋值；

若所述电机的上升段振动量小于所述电机的响应值参考标准，则以第三调整数值提高所述上升段的赋值。

可选地，所述若所述过冲程度在预设数值范围外，则调整所述增益段、衰减段和上升段的赋值，获得新的信号调节曲线还包括：

获取所述振动量达到稳态振动量的时间；

若所述振动量达到稳态振动量的时间大于所述电机的稳态时间标准，则以第四调整数值减少所述上升段的时长；

若所述振动量达到稳态振动量的时间小于所述电机的稳态时间标准，则以第四调整数值增加所述上升段的时长。

本发明第二方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现如上第一方面所提供的方法的步骤。

本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面所提供的方法的步骤。

本发明的有益效果在于：通过最初输入电机的原始单频电信号设计初始加权曲线，并将其划分为增益段、衰减段、上升段和稳定段，并在预设取值范围内对增益段、衰减段、上升段和稳定段的赋值，获得合理的信号调节曲线。其中，增益段用于促使电机快速响应，增大电机中原始单频电信号分量的响应占比，衰减段用于防止电机响应超过其应当达到的响应稳定值，上升段用于使电机电压恢复至稳定电压，使电机响应过程中平稳达到响应稳定值；稳定段用于维持电机的稳态响应；则，在使用信号调节曲线调节原始单频电信号获得电机信号后，通过此电机信号驱动电机振动时，可以平稳电机到达稳态响应状态之前的响应变化，提高震感效果。

【附图说明】

图1为本发明实施例一提供的电机信号控制方法的实现流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的电机信号控制方法的实现流程示意图；

图3为本发明实施例二提供的电机信号控制方法的流程演示图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

在后续的描述中，发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

实施例一

本发明实施例提供了一种电机信号控制方法，包括但不限于以下步骤：

S101、根据原始单频电信号获得初始加权曲线，并划分出所述初始加权曲线的增益段、衰减段、上升段和稳定段。

在上述步骤S101中，原始单频电信号是输入电机的初始驱动信号，其频率可能与电机的谐振频率不同，也可能与电机的谐振频率相同。但在具体应用中，为达到不同的震感效果，原始单频电信号的频率与电机的谐振频率通常不相同。

在具体应用中，初始加权曲线可以模仿原始单频电信号的曲线变化，因此，初始加权曲线与原始单频电信号有相似或相同的曲线参数，如幅值、周期、时长等。

在具体应用中，增益段、衰减段、上升段和稳定段是基于电机的响应曲线进行定义的。在本发明实施例中，电机的响应曲线即电机根据原始单频电信号所形成的振动量变化。

在本发明实施例中，上述步骤S101的一种实现方式可以为：

获取所述原始单频电信号的时长，将所述原始单频电信号的时长作为所述初始加权曲线的时长，以及获取所述电机响应于所述原始单频电信号的振动量变化；

根据所述振动量变化将所述初始加权曲线划分为增益段、衰减段、上升段和稳定段。

在具体应用中，使用与电机谐振频率不同的单频电信号激励电机时，电机会在一定时间内的振动量超过稳态振动量，此时间段为增益段；随后在一定时间内下降至低于稳态振动量，此时间段为衰减段；最后在一定时间内上升至稳态振动量，此时间为上升段；最后电机的振动量将维持在稳态振动量，此后的时间段为稳定段。

因此，本发明实施例以电机的振动量变化划分将初始加权曲线划分为增益段、衰减段、上升段和稳定段。

S102、在预设取值范围内对所述增益段、衰减段、上升段和稳定段随机赋值，获得信号调节曲线。

在上述步骤S102中，预设取值范围用于使增益段、衰减段、上升段和稳定段起到信号调节的效果，最终得到的信号调节曲线中，将包括预设取值范围内的增益段、衰减段、上升段和稳定段。其中，预设取值范围内的增益段可以促使电机快速响应，增大电机中原始单频电信号分量的响应占比；预设取值范围内的衰减段可以防止电机响应超过其应当达到的响应稳定值；预设取值范围内的上升段可以使电机电压恢复至稳定电压，使电机响应过程中平稳达到响应稳定值；预设取值范围内的稳定段可以维持电机的稳态响应。

在本发明实施例中，上述的电机响应即电机根据原始单频电信号振动时，所记录到的振动量；稳态响应即电机的振动量在经过上升下降等变化后，最终达到平稳数值的响应状态；响应稳定值即电机的稳态振动量。

在本发明实施例中，上述步骤S102的一种实现方式可以为：

设置赋值后的所述初始加权曲线的稳定段的值为1，设置赋值后的所述初始加权曲线的增益段和衰减段的值大于1，及设置赋值后的所述初始加权曲线的上升段的值小于1；

对赋值后的初始加权曲线进行滤波处理，获得所述信号调节曲线。

在具体应用中，为防止最终的信号调节曲线出现突变的拐点，导致加权后的电压出现明显突变，包含较大高频分量，从而引起高频响应的情况，因此，本发明实施例对赋值后的加权曲线进行低通滤波，避免引入过多的高频分量。

S103、根据所述原始单频电信号和所述信号调节曲线计算电机信号。

在上述步骤S103中，信号调节曲线可以看做一种电信号，或者将原始单频电信号看做一种曲线，将信号调节曲线应用于原始单频电信号以后，所获得的信号为电机信号，电机信号每一时刻的值根据原始单频电信号每一时刻的值，和信号调节曲线中对应的点的值进行计算。

在本发明实施例中，上述步骤S103的一种实现方式可以为：

将所述原始单频电信号与所述信号调节曲线相乘，获得电机信号。

在具体应用中，假设电机信号为a2，原始单频激励电信号为a1，而信号调节曲线化为p，p＝(p1,t1),(p2,t2)...(pn,tn)，则电机信号a2＝a1*p。

S104、利用所述电机信号驱动电机振动。

由上述步骤S101至步骤S104，本发明实施例提供电机控制方法，通过最初输入电机的原始单频电信号设计初始加权曲线，并将其划分为增益段、衰减段、上升段和稳定段，并在预设取值范围内对增益段、衰减段、上升段和稳定段的赋值，获得合理的信号调节曲线。其中，增益段用于促使电机快速响应，增大电机中原始单频电信号分量的响应占比，衰减段用于防止电机响应超过其应当达到的响应稳定值，上升段用于使电机电压恢复至稳定电压，使电机响应过程中平稳达到响应稳定值；稳定段用于维持电机的稳态响应；则，在使用信号调节曲线调节原始单频电信号获得电机信号后，通过此电机信号驱动电机振动时，可以平稳电机到达稳态响应状态之前的响应变化，提高震感效果。

实施例二

本发明实施例对上述实施例一所提供的电机信号控制方法的其他实现方式进行说明。

如图2所示，本发明实施例提供的电机信号控制方法包括步骤S201至步骤S207，其中步骤S201、步骤S202、步骤S206和步骤S207与上述实施例一中的步骤S101至步骤S104相同，不再赘述，本发明实施例中，在实施例一中的步骤S102之后，即本发明实施例提供的电机信号控制方法中步骤S202之后还包括：

S203、使用所述电机信号模拟所述电机振动，获取所述电机振动的振动量。

S204、根据所述振动量判断所述电机的过冲程度。

S205、若所述过冲程度在预设数值范围外，则调整所述增益段、衰减段和上升段的赋值，获得新的信号调节曲线，并使用新的信号调节曲线返回根据所述原始单频电信号和所述信号调节曲线计算电机信号的步骤，直至所述过冲程度在所述数值范围内。

在上述步骤S203至步骤S205中，电机的过冲程度可以用比值φ＝[最大振动量]/[稳态振动量]作为参考，假设预设数值范围为(0.01，0.02)，则φ<0.01时，过冲现象不明显，由此次调整后的增益段、衰减段和上升段的赋值可以得到最佳的信号调节曲线；当φ>0.02时，过冲现象明显，此时增益段、衰减段和上升段的赋值需要调整，且调整后还使用新的信号调节曲线返回根据原始单频电信号和信号调节曲线计算电机信号的步骤，以验证新的信号调节曲线是否能达到电机过冲程度的要求。

在本发明实施例中，上述步骤S205的一种实现方式可以为：

计算所述振动量的启动速度；

若所述振动量的启动速度小于所述电机的启动速度参考标准，则以第一调整数值提高所述增益段和所述衰减段的赋值，并以第二调整数值增加所述衰减段的时长；

若所述振动量的启动速度大于所述电机的启动速度参考标准，则以第一调整数值降低所述增益段和所述衰减段的赋值，并以第二调整数值减少所述衰减段的时长。

在具体应用中，针对不同电机，启动速度参考标准不一样，例如手机马达，5ms内振动量小于90％稳态振动量即为振动量的启动速度较慢。

在本发明实施例中，上述步骤S205的另一实现方式可以为：

获取所述电机的上升段振动量；

若所述电机的上升段振动量大于所述电机的响应值参考标准，则以第三调整数值降低所述上升段的赋值；

若所述电机的上升段振动量小于所述电机的响应值参考标准，则以第三调整数值提高所述上升段的赋值。

在具体应用中，电机的上升段振动量大于电机的响应值参考标准时，说明电机响应过大。

在本发明实施例中，上述步骤S205的又一实现方式可以为：

获取所述振动量达到稳态振动量的时间；

若所述振动量达到稳态振动量的时间大于所述电机的稳态时间标准，则以第四调整数值减少所述上升段的时长；

若所述振动量达到稳态振动量的时间小于所述电机的稳态时间标准，则以第四调整数值增加所述上升段的时长。

在具体应用中，振动量达到稳态振动量的时间小于电机的稳态时间标准，说明电机上升段所花费的时间过长。

在实际应用中，通过预设的第一调整数值调整增益段和衰减段的赋值，通过预设的第二调整数值调整增益段和衰减段的时长，通过第三调整数值调整上升段的赋值，以及通过第四调整数值调整上升段的时长，每个调整数值对应不同的电机情况，使得基于增益段、衰减段和上升段的调整具有针对性。

如图3所示，本发明实施例还给出了步骤S201至步骤S207的实现流程演示图，用以说明本发明实施例所提供的电机控制方法在实际应用中的表现效果。

图3中，当初次在预设取值范围内对增益段、衰减段、上升段和稳定段随机赋值，获得信号调节曲线后，先使用电机信号模拟电机振动，获取电机振动的振动量，然后判断电机的过冲程度，在过冲程度在预设数值范围外时，分别分析电机的振动量的启动速度、电机在上升段的振动量、以及电机振动量达到稳态振动量的时间，从而根据实际情况调整增益段、衰减段、上升段和稳定段的赋值或时长，调整后的信号调节曲线可以达到更好的电机优化效果，平稳电机到达稳态响应状态之前的振动量变化，降低电机过冲现象的影响，提高震感效果。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机信号控制方法，其特征在于，包括：

根据原始单频电信号获得初始加权曲线，并划分出所述初始加权曲线的增益段、衰减段、上升段和稳定段；

在预设取值范围内对所述增益段、衰减段、上升段和稳定段随机赋值，获得信号调节曲线；预设取值范围用于使增益段、衰减段、上升段和稳定段起到信号调节的效果；预设取值范围内的增益段可以促使电机快速响应，增大电机中原始单频电信号分量的响应占比；预设取值范围内的衰减段可以防止电机响应超过其应当达到的响应稳定值；预设取值范围内的上升段可以使电机电压恢复至稳定电压，使电机响应过程中平稳达到响应稳定值；预设取值范围内的稳定段可以维持电机的稳态响应；

根据所述原始单频电信号和所述信号调节曲线计算电机信号；

利用所述电机信号驱动电机振动。

2.根据权利要求1所述的电机信号控制方法，其特征在于：所述根据原始单频电信号获得初始加权曲线，并划分出所述初始加权曲线的增益段、衰减段、上升段和稳定段，包括：

获取所述原始单频电信号的时长，将所述原始单频电信号的时长作为所述初始加权曲线的时长，以及获取所述电机响应于所述原始单频电信号的振动量变化；

根据所述振动量变化将所述初始加权曲线划分为增益段、衰减段、上升段和稳定段。

3.根据权利要求1所述的电机信号控制方法，其特征在于：所述在预设取值范围内对所述增益段、衰减段、上升段和稳定段随机赋值，获得信号调节曲线，包括：

设置赋值后的所述初始加权曲线的稳定段的值为1，设置赋值后的所述初始加权曲线的增益段和衰减段的值大于1，及设置赋值后的所述初始加权曲线的上升段的值小于1；

对赋值后的初始加权曲线进行滤波处理，获得所述信号调节曲线。

4.根据权利要求1所述的电机信号控制方法，其特征在于：所述根据所述原始单频电信号和所述信号调节曲线计算电机信号，包括：

将所述原始单频电信号与所述信号调节曲线相乘，获得电机信号。

5.根据权利要求1所述的电机信号控制方法，其特征在于：所述根据所述原始单频电信号和所述信号调节曲线计算电机信号之后，包括：

使用所述电机信号模拟所述电机振动，获取所述电机振动的振动量；

根据所述振动量判断所述电机的过冲程度；

若所述过冲程度在预设数值范围外，则调整所述增益段、衰减段和上升段的赋值，获得新的信号调节曲线，并使用新的信号调节曲线返回根据所述原始单频电信号和所述信号调节曲线计算电机信号的步骤，直至所述过冲程度在所述数值范围内。

6.根据权利要求5所述的电机信号控制方法，其特征在于：所述若所述过冲程度在预设数值范围外，则调整所述增益段、衰减段和上升段的赋值，获得新的信号调节曲线包括：

计算所述振动量的启动速度；

若所述振动量的启动速度小于所述电机的启动速度参考标准，则以第一调整数值提高所述增益段和所述衰减段的赋值，并以第二调整数值增加所述衰减段的时长；

若所述振动量的启动速度大于所述电机的启动速度参考标准，则以第一调整数值降低所述增益段和所述衰减段的赋值，并以第二调整数值减少所述衰减段的时长。

7.根据权利要求5所述的电机信号控制方法，其特征在于：所述若所述过冲程度在预设数值范围外，则调整所述增益段、衰减段和上升段的赋值，获得新的信号调节曲线还包括：

获取所述电机的上升段振动量；

若所述电机的上升段振动量大于所述电机的响应值参考标准，则以第三调整数值降低所述上升段的赋值；

若所述电机的上升段振动量小于所述电机的响应值参考标准，则以第三调整数值提高所述上升段的赋值。

8.根据权利要求5所述的电机信号控制方法，其特征在于：所述若所述过冲程度在预设数值范围外，则调整所述增益段、衰减段和上升段的赋值，获得新的信号调节曲线还包括：

获取所述振动量达到稳态振动量的时间；

若所述振动量达到稳态振动量的时间大于所述电机的稳态时间标准，则以第四调整数值减少所述上升段的时长；

若所述振动量达到稳态振动量的时间小于所述电机的稳态时间标准，则以第四调整数值增加所述上升段的时长。

9.一种终端设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至8任一项所述的电机信号控制方法中的各个步骤。

10.一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至8任一项所述的电机信号控制方法中的各个步骤。

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