CN111552375B - 一种系统余振消除方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种系统余振消除方法、设备及存储介质，其中消除方法包括：S1：调取预设电信号和原始振动信号，并分别将预设电信号和原始振动信号对应的预设电压和原始电压安置在系统时间轴上；S2：记录预设电信号和原始振动信号的信号结束时刻，并输出系统辨识信号；S3：采集预设电信号和原始振动信号在振动结束前的振动响应信息，根据预设电信号、原始振动信号的信号结束时刻和振动响应信息计算余振消除电压；S4：调取原始电压和余振消除电压，并将其重新安置在系统时间轴上以输出消除余振电信号。本发明可快速精确的消除系统余振的电信号，避免产生系统盲区。

Description

一种系统余振消除方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及电信号处理领域，尤其涉及一种系统余振消除方法、设备及存储介质。

背景技术

目前，触觉效果在触觉反馈、游戏效果、振动提醒等应用领域的广泛运用，不断推动着振动马达的创新发展，振动马达的类型也是日新月异。振动效果的多样性也是不同提升，由于马达或振动系统的差异性，经常导致同一激励信号，在同类型不同个体的马达或系统中，出现较大的效果差异，而最影响触觉体验的往往是振动的最后余振(拖尾)阶段。差异较大的余振，带来较大差异的触觉体验，差异较小的余振，带来较小差异的触觉体验。

而现有的余振消除方法为设置余振屏蔽时间，在余振产生时段内屏蔽余振电信号，消除余振对信号的影响；但是若要完全消除余振，则必须加大余振屏蔽时间，但是设置更长的余振屏蔽时间同样也加大了系统的盲区，影响系统的整体运行。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种系统余振消除方法，快速精确的消除系统余振的电信号，避免产生系统盲区。

本发明的目的之二在于提供一种实现全自动消除系统余振的终端设备。

本发明的目的之三在于提供一种实现全自动消除系统余振的存储介质。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种系统余振消除方法，包括如下步骤：

步骤S1：调取预设电信号和原始振动信号，并分别将预设电信号和原始振动信号对应的预设电压和原始电压安置在系统时间轴上，使所述预设电压引起振动的振动时间与所述原始电压的振动时间不重合；

步骤S2：记录所述预设电信号和原始振动信号的信号结束时刻，并输出系统辨识信号；

步骤S3：采集所述预设电信号和所述原始振动信号在振动结束前的振动响应信息，根据所述预设电信号、所述原始振动信号的信号结束时刻和振动响应信息计算余振消除电压；

步骤S4：调取原始电压和余振消除电压，并将其重新安置在系统时间轴上以输出消除余振电信号。

进一步地，所述步骤S1中所述预设电压安置在系统时间轴上的时刻为t1时刻，所述原始电压安置在系统时间轴上的时刻为t3时刻；所述t1时刻和t3时刻之间满足条件：

t3-t1≥(tp+a)

其中tp为原始电压触发到振动结束的持续时间长度；a为经验常数值。

进一步地，所述振动响应信息的获取方式为：通过白盒模型或黑盒模型计算加速度数据，根据加速度数据获取振动响应信息。

进一步地，所述预设电信号的信号结束时刻为t2时刻，所述原始振动信号的信号结束时刻为t4时刻。

进一步地，所述振动响应信息包括所述预设电信号t2时刻以后的第一个峰值的幅值K1及时刻T1，和所述原始振动信号t4时刻之后的第一个峰值的幅值K2及时刻T2。

进一步地，所述步骤S3中计算所述余振消除电压的方法为：

步骤S31：计算电压缩放比例：r＝K2/K1；

步骤S32：计算余振消除电压：Vr＝-r*预设电压值。

进一步地，所述步骤S4中原始电压安置在系统时间轴上的t3时刻，所述余振消除电压安置在系统时间轴上的t1+ΔT时刻，其中ΔT＝T2-T1。

进一步地，所述预设电信号为单个或多个周期的正弦波。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种终端设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述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前述的系统余振消除方法。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现前述的系统余振消除方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过采集原始振动信号和预设电信号在振动结束前的振动响应信息，从而计算出余振消除电压，该余振消除电压可实现消除原始振动信号引起的系统余振，避免系统出现盲区；本发明脱离马达仿真模型及参数误差，利用信号处理系统算法优化电信号，使得余振处理过程更加高效。

附图说明

图1为本发明整体流程示意图；

图2为本发明输出系统辨识信号V2的流程示意图；

图3为本发明输出消除余振电信号Vs的流程示意图；

图4为本发明预设电信号P1和原始振动信号V1的信号图；

图5为本发明预设电信号P1和原始振动信号V1的加速度信号图；

图6为本发明输出消除余振电信号Vs的信号图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

请参阅图1～图3，本发明提供一种系统余振消除方法，应用在终端系统中，通过电信号处理算法对信号所引起的余振进行消除，可快速且精确的达到消除系统余振的电信号，避免系统出现盲区，提高系统运行稳定性。

所述系统余振的消除方法应用在终端系统中，首先在系统中导入或选取需要消除余振的信号作为原始振动信号V1，并控制系统开始运行，系统会根据其自身的系统时间轴进行运行，并通过如下步骤对需要消除余振的信号进行信息处理：

步骤S1：首先，在系统中调取预设电信号P1，其中预设电信号P1可为随机信号，为了便于直观观察，预设电信号P1可选用简单的单个或多个周期的正弦波；

其后，将预设电信号P1对应的预设电压和原始振动信号V1对应的原始电压分别安置在系统时间轴的两个不同时刻上，如图4所示，所述预设电压安置在系统时间轴上的时刻为t1时刻，所述原始电压安置在系统时间轴上的时刻为t3时刻，且所述t1时刻和t3时刻之间满足条件：

t3-t1≥(tp+a)

其中tp为原始电压触发到振动结束的持续时间长度；a为经验常数值。t1和t3时刻满足上述条件可保证预设电压引起的振动结束前，不可安置原始电压，确保所述预设电压引起振动的振动时间与所述原始电压的振动时间不重合。而在本实施例中，经验常数值a为2，确保两电压所引起的振动不重合外，还降低了系统运算量，加快系统运行速率。

步骤S2：记录所述预设电信号P1和原始振动信号V1的信号结束时刻，其中所述预设电信号P1的信号结束时刻为t2时刻，所述原始振动信号V1的信号结束时刻为t4时刻。

系统运行经过t1时刻的预设电压触发后，所述预设电信号P1在t2时刻结束，其后在t2时刻之后产生振动；同理，运行至t3时刻时，原始电压触发，所述原始振动信号V1在t4时刻结束，其后在t4时刻之后产生振动，最后系统输出系统辨识信号V2。此外系统实时判断触发后的所述预设电信号和所述原始振动信号的电压是否重新归零，若为零，则代表信号振动结束；并在所述预设电信号和所述原始振动信号的振动结束前进行振动响应信息的采集。

步骤S3：采集所述预设电信号和所述原始振动信号在振动结束前的振动响应信息，根据所述预设电信号、所述原始振动信号的结束时刻和振动响应信息计算余振消除电压。

所述振动响应信息的获取方式为可通过实际设备进行加速度数据采集，也可通过建立白盒模型或黑盒模型计算加速度数据，根据加速度数据获取振动响应信息。其中，如图5所示，加速度数据的幅值象征着预设电信号P1与原始振动信号V1之间的幅值关系，与预设电信号P1、原始振动信号V1相对应。

所述振动响应信息包括所述预设电信号t2时刻以后的第一个峰值的幅值K1及时刻T1，和所述原始振动信号t4时刻之后的第一个峰值的幅值K2及时刻T2。采集所述预设电信号t2时刻之后的第一个峰值的幅值K1及时刻T1参数的目的在于保证用于抵消的振动波形是余振波形，而不是主要振动波形；同理，采集t4时刻之后的第一个峰值的幅值K2及时刻T2参数的目的同样在于确保消除的振动是余振，与t2时刻以后的波形状一致，只是幅值不同。

其中，计算所述余振消除电压的方法为：

步骤S31：计算电压缩放比例：r＝K2/K1；其中数值r表征了原始振动信号V1产生的余振与预设电信号P1响应之间的大小关系；

步骤S32：计算电压移位时长：ΔT＝T2-T1；

步骤S33：计算余振消除电压：Vr＝-r*预设电压值，而余振消除电压Vr可用于消除原始振动信号V1引起的系统余振。

步骤S4：调取原始电压和余振消除电压Vr，将原始电压安置在系统时间轴上的t3时刻，所述余振消除电压Vr安置在系统时间轴上的t1+ΔT时刻，如图6所示，余振消除电压经过缩放移位至原始振动信号的振动区域，系统即可输出消除余振后的电信号Vs，实现消除原始振动信号的余振。

本实施例根据马达的实际响应特征，脱离仿真计算中的模型误差，及参数误差，同时适用于白盒模型(可写出运动方程的模型)与黑盒模型(不可写出运动方程的模型)，具有较大的普适性与准确性；且计算流程无需人为参与，是一种十分高效的设计方法。

实施例二

一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现上述系统余振消除方法的步骤。

本实施例中的设备与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的系统的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。

另外，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述系统余振消除方法的步骤。

本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种系统余振消除方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：调取预设电信号和原始振动信号，并分别将所述预设电信号和所述原始振动信号对应的预设电压和原始电压安置在系统时间轴上，使所述预设电压引起振动的振动时间与所述原始电压的振动时间不重合；

步骤S2：记录所述预设电信号和所述原始振动信号的信号结束时刻，并输出系统辨识信号；

步骤S3：采集所述预设电信号和所述原始振动信号在振动结束前的振动响应信息，根据所述预设电信号、所述原始振动信号的信号结束时刻和所述振动响应信息计算余振消除电压；其中，所述预设电信号的信号结束时刻为t2时刻，所述原始振动信号的信号结束时刻为t4时刻；所述振动响应信息包括所述预设电信号t2时刻以后的第一个峰值的幅值K1及时刻T1，和所述原始振动信号t4时刻之后的第一个峰值的幅值K2及时刻T2；

计算余振消除电压Vr：Vr＝-r*预设电压值，r为电压缩放比例，r＝K2/K1；

步骤S4：调取所述原始电压和所述余振消除电压，并将原始电压安置在系统时间轴的t3时刻，余振消除电压Vr安置在系统时间轴上的t1+ΔT时刻以输出消除余振后的电信号；其中，ΔT＝T2-T1。

2.根据权利要求1所述的系统余振消除方法，其特征在于，所述步骤S1中所述预设电压安置在系统时间轴上的时刻为t1时刻，所述原始电压安置在系统时间轴上的时刻为t3时刻；所述t1时刻和t3时刻之间满足条件：

t3-t1≥(tp+a)

其中tp为原始电压触发到振动结束的持续时间长度；a为经验常数值。

3.根据权利要求1所述的系统余振消除方法，其特征在于，所述振动响应信息的获取方式为：通过白盒模型或黑盒模型计算加速度数据，根据加速度数据获取振动响应信息。

4.根据权利要求1所述的系统余振消除方法，其特征在于，所述预设电信号为单个或多个周期的正弦波。

5.一种终端设备，其特征在于，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述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权利要求1～4任一所述的系统余振消除方法。

6.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1～4任一所述的系统余振消除方法。