CN113011051A - 马达的非线性系统建模方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

马达的非线性系统建模方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN113011051A CN202110504865.1A CN202110504865A CN113011051A CN 113011051 A CN113011051 A CN 113011051A CN 202110504865 A CN202110504865 A CN 202110504865A CN 113011051 A CN113011051 A CN 113011051A
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向征
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AAC Acoustic Technologies Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种马达的非线性系统建模方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：获取马达的工作频段中的第一频段的chirp信号和马达的工作频段中的第二频段的chirp信号；利用第一频段的chirp信号激励马达，得到第一输出，并根据第一输出和第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应；利用第二频段的chirp信号激励马达，得到第二输出，并根据第二输出和第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应；在频域拼接第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。本发明得到的马达的非线性系统模型的精度较高。

Description

马达的非线性系统建模方法、装置、电子设备及存储介质
【技术领域】
本发明涉及触觉感知技术领域，尤其涉及一种马达的非线性系统建模方法、装置、电子设备及存储介质。
【背景技术】
线性马达作为一种用户体验更好的触觉反馈器件，日渐在手机等电子设备上得到广泛应用。为了实现对线性马达系统更精确的控制，提高马达建模精度十分必要。
然而，在利用相关技术中的chirp信号系统辨识为马达的工作频段激励信号建模时，得到的马达的非线性系统模型的精度较低。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种马达的非线性系统建模方法、装置、电子设备及存储介质，以得到精度较高的马达的非线性系统模型。
本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种马达的非线性系统建模方法，包括：
获取马达的工作频段中的第一频段的chirp信号和马达的工作频段中的第二频段的chirp信号，所述第一频段的起始频率为所述马达的工作频段的起始频率，所述第二频段的截止频率为所述马达的工作频段的截止频率，所述第一频段和所述第二频段部分重合；
利用所述第一频段的chirp信号激励马达，得到第一输出，并根据所述第一输出和所述第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应；
利用所述第二频段的chirp信号激励马达，得到第二输出，并根据所述第二输出和所述第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应；
在频域拼接所述第一频段的高次谐波频率响应和所述第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，所述马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
在本发明实施例提供的马达的非线性系统建模方法中，所述方法还包括：
获取第一预设频率及第二预设频率，所述第一预设频率小于所述第二预设频率；
将所述马达的工作频段中小于或等于所述第二预设频率的频段确定为第一频段；
将所述马达的工作频段中大于或等于所述第一预设频率的频段确定为第二频段；
所述在频域拼接所述第一频段的高次谐波频率响应和所述第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，包括：
获取第三预设频率，所述第三预设频率在所述第一预设频率和所述第二预设频率之间；
从所述第一频段的高次谐波频率响应中截取出第三频段的高次谐波频率响应，所述第三频段的起始频率为所述第一频段的起始频率，所述第三频段的截止频率为所述第三预设频率；
从所述第二频段的高次谐波频率响应中截取出第四频段的高次谐波频率响应，所述第四频段的起始频率为所述第三预设频率，所述第四频段的截止频率为所述第二频段的截止频率；
在频域拼接所述第三频段的高次谐波频率响应和所述第四频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应。
在本发明实施例提供的马达的非线性系统建模方法中，所述方法还包括：
获取第四预设频率；
将所述马达的工作频段中小于或等于所述第四预设频率的频段确定为第一频段；
将所述马达的工作频段中大于或等于所述第四预设频率的频段确定为第二频段。
在本发明实施例提供的马达的非线性系统建模方法中，所述根据所述第一输出和所述第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应，包括：
对所述第一输出使用傅里叶变换得到第一频域响应；
根据所述第一频域响应使用所述第一频段的chirp信号的逆信号频域解析计算马达系统的第一响应函数；
使用所述第一响应函数通过转换矩阵转换得到第一核函数；
由所述第一频段的chirp信号与所述第一核函数得到所述第一频段的高次谐波频率响应；
所述根据所述第二输出和所述第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应，包括：
对所述第二输出使用傅里叶变换得到第二频域响应；
根据所述第二频域响应使用所述第二频段的chirp信号的逆信号频域解析计算马达系统的第二响应函数；
使用所述第二响应函数通过转换矩阵转换得到第二核函数；
由所述第二频段的chirp信号与所述第二核函数得到所述第二频段的高次谐波频率响应。
在本发明实施例提供的马达的非线性系统建模方法中，chirp信号通过以下公式计算得到：
Figure BDA0003058002370000031
Figure BDA0003058002370000032
其中，f1为chirp信号的起始频率，a(t)为幅度，t为时间，即a(t)为随时间变化的频率的函数，T为chirp信号时长，f2为chirp信号截止频率。
第二方面，本发明实施例还提供一种马达的非线性系统建模方法，包括：
获取马达的工作频段中的多个不同频段的chirp信号，其中，多个不同频段中，存在一个频段的起始频率为所述马达的工作频段的起始频率，且存在一个频段的截止频率为所述马达的工作频段的截止频率，多个不同频段可形成所述马达的工作频段；
利用每个所述频段的chirp信号激励马达，得到每个所述频段对应的输出；
根据每个所述频段对应的输出和每个所述频段的chirp信号，得到每个所述频段的高次谐波频率响应，以得到多个所述频段的高次谐波频率响应；
在频域拼接多个所述频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，所述马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
第三方面，本发明实施例还提供一种马达的非线性系统建模装置，包括：
获取模块，用于获取马达的工作频段中的第一频段的chirp信号和马达的工作频段中的第二频段的chirp信号，所述第一频段的起始频率为所述马达的工作频段的起始频率，所述第二频段的截止频率为所述马达的工作频段的截止频率，所述第一频段和所述第二频段部分重合；
第一激励模块，用于利用所述第一频段的chirp信号激励马达，得到第一输出，并根据所述第一输出和所述第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应；
第二激励模块，用于利用所述第二频段的chirp信号激励马达，得到第二输出，并根据所述第二输出和所述第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应；
拼接模块，用于在频域拼接所述第一频段的高次谐波频率响应和所述第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，所述马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
第四方面，本发明实施例还提供一种马达的非线性系统建模装置，包括：
获取模块，用于获取马达的工作频段中的多个不同频段的chirp信号，其中，多个不同频段中，存在一个频段的起始频率为所述马达的工作频段的起始频率，且存在一个频段的截止频率为所述马达的工作频段的截止频率，多个不同频段可形成所述马达的工作频段；
激励模块，用于利用每个所述频段的chirp信号激励马达，得到每个所述频段对应的输出；
处理模块，用于根据每个所述频段对应的输出和每个所述频段的chirp信号，得到每个所述频段的高次谐波频率响应，以得到多个所述频段的高次谐波频率响应；
拼接模块，用于在频域拼接多个所述频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，所述马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
第五方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中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如上所述的马达的非线性系统建模方法的步骤。
第六方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读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，实现如上所述的马达的非线性系统建模方法的步骤。
本发明的有益效果在于：将马达的工作频段的chirp信号分为第一频段的chirp信号和第二频段的chirp信号，并分别基于第一频段的chirp信号和第二频段的chirp信号得到第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应，基于该第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应最终拼接得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，从而完成了马达的工作频段激励信号建模。由于该第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应的精度均较高，因此，基于该第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应最终拼接得到的马达的工作频段的高次谐波频率响应，即马达的非线性系统模型的精度较高。
【附图说明】
图1为本发明实施例提供的马达的非线性系统建模方法的第一种流程示意图；
图2为本发明实施例提供的马达的非线性系统建模方法的第二种流程示意图；
图3为本发明实施例提供的第一种测试结果示意图；
图4为本发明实施例提供的第二种测试结果示意图；
图5为本发明实施例提供的第三种测试结果示意图；
图6为本发明实施例提供的第四种测试结果示意图；
图7为本发明实施例提供的马达的非线性系统建模方法的第三种流程示意图；
图8为本发明实施例提供的马达的非线性系统建模装置的第一种结构示意图；
图9为本发明实施例提供的马达的非线性系统建模装置的第二种结构示意图；
图10为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
【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。
本发明实施例的执行主体为马达的非线性系统建模装置。该马达的非线性系统建模装置可为电子设备。该马达的非线性系统建模装置也可集成在电子设备中。以下将以马达的非线性系统建模为电子设备进行进一步说明。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的马达的非线性系统建模方法的第一种流程示意图，该流程可以包括：
101、获取马达的工作频段中的第一频段的chirp信号和马达的工作频段中的第二频段的chirp信号，第一频段的起始频率为马达的工作频段的起始频率，第二频段的截止频率为马达的工作频段的截止频率，第一频段和第二频段部分重合。
线性马达系统不符合Hammerstein模型，不同电压下核函数不同，某一电压下核函数用于其它电压会引起较大误差。由于f0处极限电压小，且大电压时特定频率存在异向打壳现象(打壳现象即马达振子打到马达外壁上，在实际使用中应极力避免这种现象发生)，使得恒定幅度chirp信号可用于辨识的幅度被限制在较小电压范围内，无法对大电压处的系统函数进行建模。
可变幅度指数型chirp信号系统辨识则可以通过设计不同频率的幅度避免这种限制，像step序列信号一样可以任意设计序列频率与幅度。step信号形式为一段一段的单频连续信号，每段之间频率逐渐变化，像step(阶梯))一样；而chirp信号是频率连续变化的连续信号。
然而，利用可变幅度指数型chirp信号直接进行马达的工作频段(如5Hz至500Hz频段)chirp信号辨识得到的马达的非线性系统模型的精度较低，如在低频段(5Hz至120Hz)具有较大误差。
而在将马达的工作频段分为两个部分重合的频段，如第一频段和第二频段，分别对第一频段的chirp信号和第二频段的chirp进行模型辨识分别得到的马达的非线性系统模型的精度均较高。其中，第一频段和第二频段部分重合。例如，第一频段可以为5Hz至150Hz频段，第二频段可以为100Hz至500Hz频段。
在本发明实施例中，可获取马达的工作频段中的第一频段的chirp信号和马达的工作频段中的第二频段的chirp信号。其中，第一频段的起始频率为马达的工作频段的起始频率，第二频段的截止频率为马达的工作频段的截止频率。而对于第一频段的截止频率和第二频段的起始频率，本发明实施例可不进行限制，以实际需求为准。例如，假设马达的工作频段为5Hz至500Hz频段，可获取5Hz至150Hz频段的chirp信号和100Hz至500Hz频段的chirp信号；或者，可获取5Hz至130Hz频段的chirp信号和130Hz至500Hz频段的chirp信号。其中，第一频段的chirp信号和第二频段的chirp信号可由电子设备根据一定规则生成。
需要说明的是，5Hz至500Hz频段只是本发明实施例对马达的工作频段的一种示例，并不用于限制本发明。
102、利用第一频段的chirp信号激励马达，得到第一输出，并根据第一输出和第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应。
例如，当第一频段为5Hz至150Hz频段，第二频段为100Hz至500Hz频段时，可利用5Hz至150Hz频段的chirp信号激励马达，得到第一输出，并根据该第一输出和5Hz至150Hz频段的chirp信号，得到5Hz至150Hz频段的高次谐波频率响应。该5Hz至150Hz频段的高次谐波频率响应在5Hz至150Hz频段具有较高的精确性。
103、利用第二频段的chirp信号激励马达，得到第二输出，并根据第二输出和第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应。
例如，当第二频段为5Hz至150Hz频段，第二频段为100Hz至500Hz频段时，可利用100Hz至500Hz频段的chirp信号激励马达，得到第二输出，并根据该第二输出和100Hz至500Hz频段的chirp信号，得到100Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应。该100Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应在100Hz至500Hz频段具有较高的精确性。
104、在频域拼接第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
例如，当第一频段为5Hz至150Hz频段，第二频段为100Hz至500Hz频段时，当得到5Hz至150Hz频段的高次谐波频率响应和100Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，可在频域拼接5Hz至150Hz频段的高次谐波频率响应和100Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，得到5Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，即得到马达的工作频段的高次谐波频率响应。该马达的工作频段的高次谐波频率响应即为马达诸如线性马达的非线性系统模型。
需要说明的是，本发明实施例并不对具体的拼接方法进行限定，可以采用任意拼接方法在频域拼接第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应。
可以理解的是，基于该线性马达的非线性系统模型可以实现对线性马达系统的精准控制。
本发明实施例中，将马达的工作频段的chirp信号分为第一频段的chirp信号和第二频段的chirp信号，并分别基于第一频段的chirp信号和第二频段的chirp信号得到第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应，基于该第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应最终拼接得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，从而完成了马达的工作频段激励信号建模。由于该第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应的精度均较高，因此，基于该第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应最终拼接得到的马达的工作频段的高次谐波频率响应，即马达的非线性系统模型的精度较高。
在一些实施例中，该马达的非线性系统建模方法还可以包括：
获取第一预设频率及第二预设频率，第一预设频率小于第二预设频率；
将马达的工作频段中小于或等于第二预设频率的频段确定为第一频段；
将马达的工作频段中大于或等于第一预设频率的频段确定为第二频段；
在频域拼接第一频段的高次谐波频率响应和第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，包括：
获取第三预设频率，第三预设频率在所述第一预设频率和所述第二预设频率之间；
从第一频段的高次谐波频率响应中截取出第三频段的高次谐波频率响应，第三频段的起始频率为第一频段的起始频率，第三频段的截止频率为第三预设频率；
从第二频段的高次谐波频率响应中截取出第四频段的高次谐波频率响应，第四频段的起始频率为第三预设频率，第四频段的截止频率为第二频段的高次谐波频率响应的截止频率；
在频域拼接第三频段的高次谐波频率响应和第四频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应。
其中，第一预设频率、第二预设频率和第三预设频率可由技术人员根据经验或实验设置。例如，可设置第一预设频率为100Hz，第二预设频率为150Hz，第三预设频率为120Hz。又例如，可设置第一频率为第一预设频率为110Hz，第二预设频率为140Hz，第三预设频率为130Hz。
在一些实施例中，由于在低频段(5Hz至150Hz)线性马达系统模型辨识时，会出现在140Hz至150Hz频率范围处的辨识结果不准确；在高频段(100Hz至500Hz)线性马达系统模型辨识时，会出现100Hz至110Hz辨识结果下降的现象。为了消除这种不准确性，也可从110Hz至140Hz频段内选取第一预设频率和第二预设频率。例如，第一预设频率可以为110Hz，第二预设频率可以为140Hz；或者，第一预设频率可以为120Hz，第二预设频率可以为130Hz，等等。在一些实施例中，为了进一步提高准确性，在从110Hz至140Hz频段内选取第一预设频率和第二预设频率，可不选取端点值，即110Hz和140Hz分别作为第一预设频率和第二预设频率。
在一些实施例中，由于在低频段(5Hz至150Hz)线性马达系统模型辨识时，会出现在140Hz至150Hz频率范围处的辨识结果不准确；在高频段(100Hz至500Hz)线性马达系统模型辨识时，会出现100Hz至110Hz辨识结果下降的现象。为了消除这种不准确性，可在第一预设频率小于或等于110Hz，第二预设频率大于或等于140Hz时，从110Hz至140Hz频段内选取第三预设频率。例如，第三预设频率可以为120Hz、125Hz或130Hz等。在一些实施例中，为了进一步提高准确性，在从110Hz至140Hz频段内选取第三预设频率，可不选取端点值，即110Hz和140Hz作为第三预设频率。
例如，假设马达的工作频段为5Hz至500Hz，第一预设频率为100Hz，第二预设频率为150Hz，则第一频段为5Hz至150Hz频段，第二频段为100Hz至500Hz频段。
又例如，假设马达的工作频段为5Hz至500Hz，第一预设频率为110Hz，第二预设频率为140Hz，则第一频段为5Hz至140Hz频段，第二频段为110Hz至500Hz频段。
又例如，假设马达的工作频段为5Hz至500Hz，第一预设频率为110Hz，第二预设频率为130Hz，则第一频段为5Hz至130Hz频段，第二频段为110Hz至500Hz频段。
例如，假设马达的工作频段为5Hz至500Hz，第三预设频率为120Hz，第一频段的高次谐波频率响应为5至150Hz频段的高次谐波频率响应，第二频段的高次谐波频率响应为100Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，则第三频段的高次谐波频率响应为5Hz至120Hz频段的高次谐波频率响应，第四频段的高次谐波频率响应为120Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应。
例如，假设第三频段的高次谐波频率响应为5Hz至120Hz频段的高次谐波频率响应，第四频段的高次谐波频率响应为120Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，则可在频域拼接5Hz至120Hz频段的高次谐波频率响应和120Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，得到5Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应。该5Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应可以为线性马达的非线性系统模型。
在一些实施例中，该马达的非线性系统建模方法还可以包括：
获取第四预设频率；
将马达的工作频段中小于或等于第四预设频率的频段确定为第一频段；
将马达的工作频段中大于或等于第四预设频率的频段确定为第二频段。
其中，第四预设频率可由技术人员根据经验或实验设置。比如，由于在低频段(5Hz至150Hz)线性马达系统模型辨识时，会出现在140Hz至150Hz频率范围处的辨识结果不准确；在高频段(100Hz至500Hz)线性马达系统模型辨识时，会出现100Hz至110Hz辨识结果下降的现象。为了消除这种不准确性，可从110Hz至140Hz频段内选取第四预设频率。例如，第四预设频率可以为120Hz、130Hz和135Hz等。在一些实施例中，为了进一步提高准确性，在从110Hz至140Hz频段内选取第四预设频率，可不选取端点值，即110Hz和140Hz作为第四预设频率。
假设马达的工作频段为5Hz至500Hz，第四预设频率为120Hz，则第一频段为5Hz至120Hz频段，第二频段为120Hz至500Hz频段。
在一些实施例中，根据第一输出和第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应，可以包括：
对第一输出使用傅里叶变换得到第一频域响应；
根据第一频域响应使用第一频段的chirp信号的逆信号频域解析计算马达系统的第一响应函数；
使用第一响应函数通过转换矩阵转换得到第一核函数；
由第一频段的chirp信号与第一核函数得到第一频段的高次谐波频率响应；
根据第二输出和第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应，可以包括：
对第二输出使用傅里叶变换得到第二频域响应；
根据第二频域响应使用第二频段的chirp信号的逆信号频域解析计算马达系统的第二响应函数；
使用第二响应函数通过转换矩阵转换得到第二核函数；
由第二频段的chirp信号与第二核函数得到第二频段的高次谐波频率响应。
其中，频域响应可根据公式(1)得到。
Y＝fft(y) (1)
其中，y为输出，如第一输出或第二输出，Y为频域响应，如第一频域响应或第二频域响应。
响应函数可根据公式(2)得到。
H(t)＝Y*X_*1/a(t) (2)
其中，Y为频域响应，如第一频域响应或第二频域响应，X_为chirp信号的逆信号频域解析，如第一频段的chirp信号的逆信号频域解析或第二频段的chirp信号的逆信号频域解析，a(t)为幅度。
核函数可根据公式(3)得到。
Ki(t)＝AHi(t) (3)
其中，Ki(t)为核函数，如第一核函数或第二核函数，A为转换矩阵，Hi(t)表示第i次谐波响应的马达系统响应，i为自然数。
其中，a0为a(t)的常数幅值，两者之间的关系为：a0为a(t)的常数幅值，其中，a(t)与a0之间的公式为：a(t)＝a0·γ(t)，为归一化的可变电压曲线。在实际中，幅度a(t)大部分为定值a0，只有在某些马达容易打壳的频点才降低幅度。
当核函数的阶数为5时，转换矩阵A表示为：
Figure BDA0003058002370000101
高次谐波频率响应可根据公式(4)得到。
y_est(t)＝∑ixi(t)*Ki(t) (4)
其中，y_est(t)为高次谐波频率响应，如第一频段的高次谐波频率响应或第二频段的高次谐波频率响应，t为时间，x(t)为输入的chirp信号，如第一频段的chirp信号或第二频段的chirp信号，Ki(t)为第i阶核函数，如第i阶第一核函数或第i阶第二核函数，i为自然数。
在本发明实施例中，当得到5Hz至150Hz频段的chirp信号之后，可利用该5Hz至150Hz频段的chirp信号激励马达，得到第一输出。当得到第一输出之后，可根据第一输出和公式(1)，得到第一频域响应。当得到第一频域响应之后，可根据该第一频域响应、5Hz至150Hz频段的chirp信号的逆信号频域解析和公式(2)，得到马达系统的第一响应函数。当得到该第一响应函数之后，可根据该第一响应函数和公式(3)得到第一核函数。当得到第一核函数之后，可根据5Hz至150Hz频段的chirp信号、第一核函数和公式(4)，得到第一频段的高次谐波频率响应。
同理，在本发明实施例中，当得到100Hz至5000Hz频段的chirp信号之后，可利用该100Hz至500Hz频段的chirp信号激励马达，得到第二输出。当得到第二输出之后，可根据第二输出和公式(1)，得到第二频域响应。当得到第二频域响应之后，可根据该第二频域响应、5Hz至150Hz频段的chirp信号的逆信号频域解析和公式(2)，得到马达系统的第二响应函数。当得到该第二响应函数之后，可根据该第二响应函数和公式(3)得到第二核函数。当得到第二核函数之后，可根据5Hz至150Hz频段的chirp信号、第二核函数和公式(4)，得到第二频段的高次谐波频率响应。
在一些实施例中，chirp信号通过公式(5)计算得到：
Figure BDA0003058002370000111
其中，
Figure BDA0003058002370000112
其中，f1为chirp信号的起始频率，a(t)为幅度，t为时间，即a(t)为随时间变化的频率的函数，T为chirp信号时长，f2为chirp信号截止频率。
例如，当第一频段为5Hz至150Hz时，那么，可将5Hz作为f1，150Hz作为f2，代入公式(5)，得到第一频段的chirp信号。同理，当第二频段为100Hz至500Hz时，那么，可将100Hz作为f1，500Hz作为f2，代入公式(5)，得到第二频段的chirp信号。
请参阅图2，图2为本发明实施例提供的马达的非线性系统建模方法的第二种流程示意图，该流程可以包括：
201、获取第一预设频率及第二预设频率，第一预设频率小于第二预设频率。
其中，第一预设频率和第二预设频率可由技术人员根据经验或实验设置。例如，可设置第一预设频率为100Hz，第二预设频率为150Hz。又例如，可设置第一频率为第一预设频率为110Hz，第二预设频率为140Hz。
在一些实施例中，由于在低频段(5Hz至150Hz)线性马达系统模型辨识时，会出现在140Hz至150Hz频率范围处的辨识结果不准确；在高频段(100Hz至500Hz)线性马达系统模型辨识时，会出现100Hz至110Hz辨识结果下降的现象。为了消除这种不准确性，也可从110Hz至140Hz频段内选取第一预设频率和第二预设频率。例如，第一预设频率可以为110Hz，第二预设频率可以为140Hz；或者，第一预设频率可以为120Hz，第二预设频率可以为130Hz，等等。在一些实施例中，为了进一步提高准确性，在从110Hz至140Hz频段内选取第一预设频率和第二预设频率，可不选取端点值，即110Hz和140Hz分别作为第一预设频率和第二预设频率。
202、将马达的工作频段中小于或等于第二预设频率的频段确定为第一频段。
203、将马达的工作频段中大于或等于第一预设频率的频段确定为第二频段。
例如，假设马达的工作频段为5Hz至500Hz，第一预设频率为100Hz，第二预设频率为150Hz，则第一频段为5Hz至150Hz频段，第二频段为100Hz至500Hz频段。
又例如，假设马达的工作频段为5Hz至500Hz，第一预设频率为110Hz，第二预设频率为140Hz，则第一频段为5Hz至140Hz频段，第二频段为110Hz至500Hz频段。
又例如，假设马达的工作频段为5Hz至500Hz，第一预设频率为110Hz，第二预设频率为130Hz，则第一频段为5Hz至130Hz频段，第二频段为110Hz至500Hz频段。
204、获取第一频段的chirp信号和第二频段的chirp信号。
其中，chirp信号可通过公式(5)计算得到。例如，当第一频段为5Hz至150Hz时，那么，可将5Hz作为f1，150Hz作为f2，代入公式(5)，得到第一频段的chirp信号。同理，当第二频段为100Hz至500Hz时，那么，可将100Hz作为f1，500Hz作为f2，代入公式(5)，得到第二频段的chirp信号。
205、利用第一频段的chirp信号激励马达，得到第一输出，并根据第一输出和第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应。
206、利用第二频段的chirp信号激励马达，得到第二输出，并根据第二输出和第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应。
在本发明实施例中，当得到5Hz至150Hz频段的chirp信号之后，可利用该5Hz至150Hz频段的chirp信号激励马达，得到第一输出。当得到第一输出之后，可根据第一输出和公式(1)，得到第一频域响应。当得到第一频域响应之后，可根据该第一频域响应、5Hz至150Hz频段的chirp信号的逆信号频域解析和公式(2)，得到马达系统的第一响应函数。当得到该第一响应函数之后，可根据该第一响应函数和公式(3)得到第一核函数。当得到第一核函数之后，可根据5Hz至150Hz频段的chirp信号、第一核函数和公式(4)，得到第一频段的高次谐波频率响应。
同理，在本发明实施例中，当得到100Hz至5000Hz频段的chirp信号之后，可利用该100Hz至500Hz频段的chirp信号激励马达，得到第二输出。当得到第二输出之后，可根据第二输出和公式(1)，得到第二频域响应。当得到第二频域响应之后，可根据该第二频域响应、5Hz至150Hz频段的chirp信号的逆信号频域解析和公式(2)，得到马达系统的第二响应函数。当得到该第二响应函数之后，可根据该第二响应函数和公式(3)得到第二核函数。当得到第二核函数之后，可根据5Hz至150Hz频段的chirp信号、第二核函数和公式(4)，得到第二频段的高次谐波频率响应。
207、获取第三预设频率，第三预设频率在第一预设频率和第二预设频率之间。
其中，第三预设频率可由技术人员根据经验或实验设置。例如，假设第一预设频率为100Hz，第二预设频率为150Hz，该第三预设频率可为120Hz、130Hz等。
在一些实施例中，由于在低频段(5Hz至150Hz)线性马达系统模型辨识时，会出现在140Hz至150Hz频率范围处的辨识结果不准确；在高频段(100Hz至500Hz)线性马达系统模型辨识时，会出现100Hz至110Hz辨识结果下降的现象。为了消除这种不准确性，可在第一预设频率小于或等于110Hz，第二预设频率大于或等于140Hz时，从110Hz至140Hz频段内选取第三预设频率。例如，第三预设频率可以为120Hz、125Hz或130Hz等。在一些实施例中，为了进一步提高准确性，在从110Hz至140Hz频段内选取第三预设频率，可不选取端点值，即110Hz和140Hz作为第三预设频率。
208、从第一频段的高次谐波频率响应中截取出第三频段的高次谐波频率响应，第三频段的起始频率为第一频段的起始频率，第三频段的截止频率为第三预设频率。
209、从第二频段的高次谐波频率响应中截取出第四频段的高次谐波频率响应，第四频段的起始频率为第三预设频率，第四频段的截止频率为第二频段的截止频率。
例如，假设马达的工作频段为5Hz至500Hz，第三预设频率为120Hz，第一频段的高次谐波频率响应为5Hz至150Hz频段的高次谐波频率响应，第二频段的高次谐波频率响应为100Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，则第三频段的高次谐波频率响应为5Hz至120Hz频段的高次谐波频率响应，第四频段的高次谐波频率响应为120Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应。
210、在频域拼接第三频段的高次谐波频率响应和第四频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，该马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
例如，假设第三频段的高次谐波频率响应为5Hz至120Hz频段的高次谐波频率响应，第四频段的高次谐波频率响应为120Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，则可在频域拼接5Hz至120Hz频段的高次谐波频率响应和120Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，得到5Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应。该5Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应可以为线性马达的非线性系统模型。
请一并参阅图3至图6，图3为本发明实施例提供的第一种测试结果示意图。图4为本发明实施例提供的第二种测试结果示意图。图5为本发明实施例提供的第三种测试结果示意图。图6为本发明实施例提供的第四种测试结果示意图。
其中，第一种测试结果为：直接利用马达的工作频段(5Hz至500Hz频段)的chirp信号激励型号为AAC SLA1010#的马达，得到相应输出，并根据该相应输出和5Hz至500Hz频段的chirp信号，得到的马达的工作频段的高次谐波频率响应的测试结果。其中，A1表示实测值和模型值的误差值，可知，直接利用马达的工作频段的chirp信号激励马达最终得到的马达的工作频段的高次谐波频率响应的测试结果中，在5Hz至120Hz频段处具有较大误差。其中，在图3中，横坐标表示频率，纵坐标表示加速度。直接利用马达的工作频段(5Hz至500Hz频段)的chirp信号激励型号为AAC SLA1010#的马达，得到相应输出，并根据该相应输出和5Hz至500Hz频段的chirp信号，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应的过程即为相关技术中的chirp信号系统辨识为马达的工作频段激励信号建模得到马达的非线性系统模型的过程。
第二种测试结果为：利用马达的工作频段(5Hz至500Hz频段)中的第一频段(5Hz至150Hz频段)的chirp信号激励型号为AAC SLA1010#的马达，得到第一输出，并根据该第一输出和5Hz至150Hz频段的chirp信号，得到的5Hz至150Hz频段的高次谐波频率响应的测试结果。其中，A2表示实测值和模型值的误差值，可知，利用5Hz至150Hz频段的chirp信号激励马达最终得到的5Hz至150Hz频段的高次谐波频率响应的测试结果中，在5Hz至150Hz频段均具有较小误差。其中，在图4中，横坐标表示频率，纵坐标表示加速度。
第三种测试结果为：利用马达的工作频段(5Hz至500Hz频段)中的第二频段(100Hz至500Hz频段)的chirp信号激励型号为AAC SLA1010#的马达，得到第二输出，并根据该第二输出和100Hz至500Hz频段的chirp信号，得到的100Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应的测试结果。其中，A3表示实测值和模型值的误差值，可知，利用100Hz至500Hz频段的chirp信号激励马达最终得到的100Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应的测试结果中，仅在100Hz至110Hz频段具有较大误差，而110Hz至500Hz频段均具有较小误差。其中，在图5中，横坐标表示频率，纵坐标表示加速度。
第四种测试结果为：截取5Hz至150Hz频段的高次谐波频率响应中5Hz至120Hz频段的高次谐波频率响应，并截取100Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应中120Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应；在频域拼接5Hz至120Hz频段的高次谐波频率响应和120Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，得到的马达的工作频段(5Hz至500Hz频段)的高次谐波频率响应的测试结果。其中，A4表示实测值和模型值的误差值，可知，通过拼接的方式最终得到的马达的工作频段的高次谐波频率响应的测试结果中，在马达的工作频段(5Hz至500Hz频段)均具有较小误差。其中，在图6中，横坐标表示频率，纵坐标表示加速度。
请参阅图7，图7为本发明实施例提供的马达的非线性系统建模方法的第三种流程示意图。该流程可以包括：
301、获取马达的工作频段中的多个不同频段的chirp信号，其中，多个不同频段中，存在一个频段的起始频率为马达的工作频段的起始频率，且存在一个频段的截止频率为马达的工作频段的截止频率，多个不同频段可形成马达的工作频段。
在本发明实施例中，可将马达的工作频段划分为多个不同的频段。例如，假设马达的工作频段为5Hz至500Hz频段，可将马达的工作频段划分为3个不同的频段，第1个频段可以为5Hz至150Hz频段，第2个频段可以为100Hz至300Hz频段，第3个频段可以为200Hz至500Hz频段。其中，该3个不同的频段可形成马达的工作频段。
在一些实施例中，假设多个不同频段为3个不同频段的，可由技术人员根据经验或实验设置第五预设频率、第六预设频率和第七预设频率，其中第五预设频率小于第六预设频率，第六预设频率小于第七预设频率。可根据马达的工作频段中小于或等于第六预设频率的多个频率，确定第1个频段；可根据马达的工作频段中大于或等于第五预设频率，小于或等于第七预设频率的多个频率，确定第2个频段；可根据马达的工作频段中大于或等于第七预设频率的多个频率，确定第3个频率。
需要说明的是，具体如何确定多个不同频段可参见其他实施例，在此不再赘述。
获取马达的工作频段中的多个不同频段的chirp信号可以为：假设有3个不同的频段，第1个频段为5Hz至150Hz频段，第2个频段为100Hz至300Hz频段，第3个频段为200Hz至500Hz频段，那么，可获取5Hz至150Hz频段的chirp信号，100Hz至300Hz频段的chirp信号和200Hz至500Hz频段的chirp信号。其中，各频段的chirp信号的具体获取方式可参见其他实施例，在此不再赘述。
需要说明的是，在本发明实施例中，多个包括“三个”及“三个”以上。
302、利用每个频段的chirp信号激励马达，得到每个频段对应的输出。
303、根据每个频段对应的输出和每个频段的chirp信号，得到每个频段的高次谐波频率响应，以得到多个频段的高次谐波频率响应。
假设有3个不同的频段，第1个频段为5Hz至150Hz频段，第2个频段为100Hz至300Hz频段，第3个频段为200Hz至500Hz频段，可利用5Hz至150Hz频段的chirp信号激励马达，得到第一个输出，并根据该第一个输出和5Hz至150Hz频段的chirp信号，得到5Hz至150Hz频段的高次谐波频率响应；可利用100Hz至300Hz频段的chirp信号激励马达，得到第二个输出，并根据该第二个输出和100Hz至300Hz频段的chirp信号，得到100Hz至300Hz频段的高次谐波频率响应；可利用200Hz至500Hz频段的chirp信号激励马达，得到第三个输出，并根据该第三个输出和200Hz至500Hz频段的chirp信号，得到200Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，从而可得到3个频段的高次谐波频率响应。
需要说明的是，具体如何根据每个频段对应的输出和每个频段的chirp信号得到每个频段的高次谐波频率响应可参见其他实施例，在此不再赘述。
304、在频域拼接多个频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
例如，假设得到5Hz至150Hz频段的高次谐波频率响应、100Hz至300Hz频段的高次谐波频率响应和200Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，那么，可在频域拼接5Hz至150Hz频段的高次谐波频率响应、100Hz至300Hz频段的高次谐波频率响应和200Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，得到5Hz至500Hz频段的高次谐波频率响应，即得到马达的工作频段的高次谐波频率响应。该马达的工作频段的高次谐波频率响应即为马达诸如线性马达的非线性系统模型。
需要说明的是，本发明实施例并不对具体的拼接方法进行限定，可以采用任意拼接方法在频域拼接多个频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应。
可以理解的是，基于该线性马达的非线性系统模型可以实现对线性马达系统的精准控制。
请参阅图8，图8为本发明实施例提供的马达的非线性系统建模装置的第一种结构示意图。该马达的非线性系统建模装置400可以包括：获取模块401，第一激励模块402，第二激励模块403和拼接模块404。
获取模块401，用于获取马达的工作频段中的第一频段的chirp信号和马达的工作频段中的第二频段的chirp信号，所述第一频段的起始频率为所述马达的工作频段的起始频率，所述第二频段的截止频率为所述马达的工作频段的截止频率，所述第一频段和所述第二频段部分重合。
第一激励模块402，用于利用所述第一频段的chirp信号激励马达，得到第一输出，并根据所述第一输出和所述第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应。
第二激励模块403，用于利用所述第二频段的chirp信号激励马达，得到第二输出，并根据所述第二输出和所述第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应。
拼接模块404，用于在频域拼接所述第一频段的高次谐波频率响应和所述第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，所述马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
在一些实施例中，获取模块401，可以用于：获取第一预设频率及第二预设频率，所述第一预设频率小于所述第二预设频率；将所述马达的工作频段中小于或等于所述第二预设频率的频段确定为第一频段；根据所述马达的工作频段中大于或等于所述第一预设频率的频段确定为第二频段；
拼接模块404，可以用于：获取第三预设频率，所述第三预设频率在所述第一预设频率和所述第二预设频率之间；从所述第一频段的高次谐波频率响应中截取出第三频段的高次谐波频率响应，所述第三频段的起始频率为所述第一频段的起始频率，所述第三频段的截止频率为所述第三预设频率；从所述第二频段的高次谐波频率响应中截取出第四频段的高次谐波频率响应，所述第四频段的起始频率为所述第三预设频率，所述第四频段的截止频率为所述第二频段的截止频率；在频域拼接所述第三频段的高次谐波频率响应和所述第四频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应。
在一些实施例中，获取模块401，可以用于：获取第四预设频率；将所述马达的工作频段中小于或等于所述第四预设频率的频段确定为第一频段；将所述马达的工作频段中大于或等于所述第四预设频率的频段确定为第二频段。
在一些实施例中，第一激励模块402，可以用于：对所述第一输出使用傅里叶变换得到第一频域响应；根据所述第一频域响应使用所述第一频段的chirp信号的逆信号频域解析计算马达系统的第一响应函数；使用所述第一响应函数通过转换矩阵转换得到第一核函数；由所述第一频段的chirp信号与所述第一核函数得到所述第一频段的高次谐波频率响应；
第二激励模块403，可以用于：对所述第二输出使用傅里叶变换得到第二频域响应；根据所述第二频域响应使用所述第二频段的chirp信号的逆信号频域解析计算马达系统的第二响应函数；使用所述第二响应函数通过转换矩阵转换得到第二核函数；由所述第二频段的chirp信号与所述第二核函数得到所述第二频段的高次谐波频率响应。
在一些实施例中，chirp信号通过以下公式计算得到：
Figure BDA0003058002370000181
Figure BDA0003058002370000182
其中，f1为chirp信号的起始频率，a(t)为幅度，t为时间，即a(t)为随时间变化的频率的函数，T为chirp信号时长，f2为chirp信号截止频率。
请参阅图9，图9为本发明实施例提供的马达的非线性系统建模装置的第二种结构示意图。该马达的非线性系统建模装置500可以包括：获取模块501，激励模块502，处理模块503，拼接模块504。
获取模块501，用于获取马达的工作频段中的多个不同频段的chirp信号，其中，多个不同频段中，存在一个频段的起始频率为所述马达的工作频段的起始频率，且存在一个频段的截止频率为所述马达的工作频段的截止频率，多个不同频段可形成所述马达的工作频段。
激励模块502，用于利用每个所述频段的chirp信号激励马达，得到每个所述频段对应的输出。
处理模块503，用于根据每个所述频段对应的输出和每个所述频段的chirp信号，得到每个所述频段的高次谐波频率响应，以得到多个所述频段的高次谐波频率响应。
拼接模块504，用于在频域拼接多个所述频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，所述马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
图10是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。如图10所示，本实施例的电子设备600包括：处理器601、存储器602以及存储在所述存储器602中并可在所述处理器601上运行的计算机程序603，例如马达的非线性系统建模程序。所述处理器601执行所述计算机程序603时实现上述各个马达的非线性系统建模方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至104。或者，所述处理器601执行所述计算机程序603时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图8所示模块401至402的功能。
示例性的，所述计算机程序603可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器602中，并由所述处理器601执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序603在所述电子设备600中的执行过程。例如，所述计算机程序603可以被分割成获取模块，第一激励模块，第二激励模块和拼接模块(虚拟装置中的单元模块)，各模块具体功能如下：
获取模块，用于获取马达的工作频段中的第一频段的chirp信号和马达的工作频段中的第二频段的chirp信号，所述第一频段的起始频率为所述马达的工作频段的起始频率，所述第二频段的截止频率为所述马达的工作频段的截止频率，所述第一频段和所述第二频段部分重合。
第一激励模块，用于利用所述第一频段的chirp信号激励马达，得到第一输出，并根据所述第一输出和所述第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应。
第二激励模块，用于利用所述第二频段的chirp信号激励马达，得到第二输出，并根据所述第二输出和所述第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应。
拼接模块，用于在频域拼接所述第一频段的高次谐波频率响应和所述第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，所述马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
电子设备600可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。电子设备600可包括，但不仅限于，处理器601、存储器602。本领域技术人员可以理解，图10仅仅是电子设备600的示例，并不构成对电子设备600的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电子设备600还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器601可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器602可以是电子设备600的内部存储单元，例如电子设备600的硬盘或内存。存储器602也可以是所述电子设备600的外部存储设备，例如所述电子设备600上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字卡(Secure Digital，SD)，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器602还可以既包括电子设备600的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器602用于存储所述计算机程序以及所述电子设备600所需的其他程序和数据。存储器602还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述电子设备的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种马达的非线性系统建模方法，其特征在于，包括：
获取马达的工作频段中的第一频段的chirp信号和马达的工作频段中的第二频段的chirp信号，所述第一频段的起始频率为所述马达的工作频段的起始频率，所述第二频段的截止频率为所述马达的工作频段的截止频率，所述第一频段和所述第二频段部分重合；
利用所述第一频段的chirp信号激励马达，得到第一输出，并根据所述第一输出和所述第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应；
利用所述第二频段的chirp信号激励马达，得到第二输出，并根据所述第二输出和所述第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应；
在频域拼接所述第一频段的高次谐波频率响应和所述第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，所述马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
2.根据权利要求1所述的马达的非线性系统建模方法，其特征在于：所述方法还包括：
获取第一预设频率及第二预设频率，所述第一预设频率小于所述第二预设频率；
将所述马达的工作频段中小于或等于所述第二预设频率的频段确定为第一频段；
将所述马达的工作频段中大于或等于所述第一预设频率的频段确定为第二频段；
所述在频域拼接所述第一频段的高次谐波频率响应和所述第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，包括：
获取第三预设频率，所述第三预设频率在所述第一预设频率和所述第二预设频率之间；
从所述第一频段的高次谐波频率响应中截取出第三频段的高次谐波频率响应，所述第三频段的起始频率为所述第一频段的起始频率，所述第三频段的截止频率为所述第三预设频率；
从所述第二频段的高次谐波频率响应中截取出第四频段的高次谐波频率响应，所述第四频段的起始频率为所述第三预设频率，所述第四频段的截止频率为所述第二频段的截止频率；
在频域拼接所述第三频段的高次谐波频率响应和所述第四频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应。
3.根据权利要求1所述的马达的非线性系统建模方法，其特征在于：所述方法还包括：
获取第四预设频率；
将所述马达的工作频段中小于或等于所述第四预设频率的频段确定为第一频段；
将所述马达的工作频段中大于或等于所述第四预设频率的频段确定为第二频段。
4.根据权利要求1所述的马达的非线性系统建模方法，其特征在于：所述根据所述第一输出和所述第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应，包括：
对所述第一输出使用傅里叶变换得到第一频域响应；
根据所述第一频域响应使用所述第一频段的chirp信号的逆信号频域解析计算马达系统的第一响应函数；
使用所述第一响应函数通过转换矩阵转换得到第一核函数；
由所述第一频段的chirp信号与所述第一核函数得到所述第一频段的高次谐波频率响应；
所述根据所述第二输出和所述第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应，包括：
对所述第二输出使用傅里叶变换得到第二频域响应；
根据所述第二频域响应使用所述第二频段的chirp信号的逆信号频域解析计算马达系统的第二响应函数；
使用所述第二响应函数通过转换矩阵转换得到第二核函数；
由所述第二频段的chirp信号与所述第二核函数得到所述第二频段的高次谐波频率响应。
5.根据权利要求1所述的马达的非线性系统建模方法，其特征在于：chirp信号通过以下公式计算得到：
Figure FDA0003058002360000021
Figure FDA0003058002360000022
其中，f1为chirp信号的起始频率，a(t)为幅度，t为时间，即a(t)为随时间变化的频率的函数，T为chirp信号时长，f2为chirp信号截止频率。
6.一种马达的非线性系统建模方法，其特征在于，包括：
获取马达的工作频段中的多个不同频段的chirp信号，其中，多个不同频段中，存在一个频段的起始频率为所述马达的工作频段的起始频率，且存在一个频段的截止频率为所述马达的工作频段的截止频率，多个不同频段可形成所述马达的工作频段；
利用每个所述频段的chirp信号激励马达，得到每个所述频段对应的输出；
根据每个所述频段对应的输出和每个所述频段的chirp信号，得到每个所述频段的高次谐波频率响应，以得到多个所述频段的高次谐波频率响应；
在频域拼接多个所述频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，所述马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
7.一种马达的非线性系统建模装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取马达的工作频段中的第一频段的chirp信号和马达的工作频段中的第二频段的chirp信号，所述第一频段的起始频率为所述马达的工作频段的起始频率，所述第二频段的截止频率为所述马达的工作频段的截止频率，所述第一频段和所述第二频段部分重合；
第一激励模块，用于利用所述第一频段的chirp信号激励马达，得到第一输出，并根据所述第一输出和所述第一频段的chirp信号，得到第一频段的高次谐波频率响应；
第二激励模块，用于利用所述第二频段的chirp信号激励马达，得到第二输出，并根据所述第二输出和所述第二频段的chirp信号，得到第二频段的高次谐波频率响应；
拼接模块，用于在频域拼接所述第一频段的高次谐波频率响应和所述第二频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，所述马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
8.一种马达的非线性系统建模装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取马达的工作频段中的多个不同频段的chirp信号，其中，多个不同频段中，存在一个频段的起始频率为所述马达的工作频段的起始频率，且存在一个频段的截止频率为所述马达的工作频段的截止频率，多个不同频段可形成所述马达的工作频段；
激励模块，用于利用每个所述频段的chirp信号激励马达，得到每个所述频段对应的输出；
处理模块，用于根据每个所述频段对应的输出和每个所述频段的chirp信号，得到每个所述频段的高次谐波频率响应，以得到多个所述频段的高次谐波频率响应；
拼接模块，用于在频域拼接多个所述频段的高次谐波频率响应，得到马达的工作频段的高次谐波频率响应，所述马达的工作频段的高次谐波频率响应为马达的非线性系统模型。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的马达的非线性系统建模方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，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6任一项所述的马达的非线性系统建模方法的步骤。
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