CN113949323A - 线性马达的控制方法、控制装置、设备以及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种线性马达的控制方法、控制装置、设备以及介质，属于线性马达技术领域，该方法包括：获取线性马达的驱动波形数据；基于线性马达的硬件参数，预测线性马达在驱动波形数据驱动下的最大功率值；判断最大功率值是否大于电路输出功率峰值；若最大功率值大于电路输出功率峰值，则减小驱动波形数据中最大功率值对应时刻的振幅值，以更新驱动波形数据，并返回执行预测线性马达在驱动波形数据驱动下的最大功率值，直至最大功率值小于或者等于电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据；基于调整后的驱动波形数据，控制线性马达振动。采用本发明的控制方法，可使得线性马达的实际振动波形与理想的驱动波形数据的波形差异较小。

Description

线性马达的控制方法、控制装置、设备以及介质
技术领域
本发明涉及线性马达技术领域，尤其涉及一种线性马达的控制方法、控制装置、设备以及介质。
背景技术
线性马达(Linear Resonant Actuator，LRA)凭借其振感强烈、丰富、清脆，能耗低等优点，已经广泛应用于电子设备的各种振动场合。对于电子设备的应用而言，通过构造多样化的宽频振动波形(加速度波形)，线性马达可以实现非常丰富、真实的振感反馈。
然而，电子设备的应用开发者在构造振动波形时，难以保证该振动波形所需的驱动功率始终在线性马达的驱动电路输出功率峰值范围内。当所需驱动功率超过硬件驱动电路输出功率峰值时，将会触发硬件驱动电路的保护动作，从而终止输出，最终产生与所构造的振动波形差异较大的实际振动波形，影响实际振动体验。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种线性马达的控制方法、控制装置、设备以及介质，旨在解决线性马达的实际振动波形与理论振动波形差异较大的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种线性马达的控制方法，所述方法包括：
获取所述线性马达的驱动波形数据；
基于所述线性马达的硬件参数，预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值；
判断所述最大功率值是否大于电路输出功率峰值；
若所述最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小所述驱动波形数据中所述最大功率值对应时刻的振幅值，以更新所述驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值，直至所述最大功率值小于或者等于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据；
基于所述调整后的驱动波形数据，控制所述线性马达振动。
在一实施例中，所述基于所述线性马达的硬件参数，预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值之前，所述方法还包括：
基于预设帧时长，将所述驱动波形数据划分为至少一帧子驱动波形数据；
所述预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值，包括：
预测所述线性马达在至少一帧所述子驱动波形数据驱动下的至少一个帧内最大功率值；
所述若所述最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小所述驱动波形数据中所述最大功率值对应时刻的振幅值，以更新所述驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值，直至所述最大功率值小于或者等于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据，包括：
若所述帧内最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新至少一帧所述子驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在各帧所述子驱动波形数据驱动下的最大功率值，获得至少一个帧内最大功率值，直至所有所述帧内最大功率值均小于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据。
在一实施例中，所述驱动波形数据为驱动加速度波形数据；
所述基于预设帧时长，将所述驱动波形数据划分为至少一帧子驱动波形数据，包括：
基于预设帧时长，将所述驱动加速度波形数据划分为至少一帧子驱动加速度波形数据；
所述预测所述线性马达在至少一帧所述子驱动波形数据驱动下的至少一个帧内最大功率值之前，所述方法包括：
基于所述至少一帧子驱动加速度波形数据和所述硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据；
所述预测所述线性马达在至少一帧所述子驱动波形数据驱动下的至少一个帧内最大功率值，包括：
预测得到所述线性马达在至少一帧所述驱动电压数据驱动下的至少一个帧内最大功率值；
所述若所述帧内最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新至少一帧所述子驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在各帧所述子驱动波形数据驱动下的最大功率值，获得至少一个帧内最大功率值，直至所有所述帧内最大功率值均小于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据，包括：
若所述最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小相应帧的所述驱动电压数据的电压振幅值，以更新至少一帧所述驱动电压数据，并返回执行预测得到所述线性马达在至少一帧所述驱动电压数据驱动下的至少一个帧内最大功率值，直至所有所述帧内最大功率值均小于或者等于所述电路输出功率峰值，获得调整后的至少一帧驱动电压数据；
所述基于所述调整后的驱动波形数据，控制所述线性马达振动，包括：
基于所述调整后的至少一帧驱动电压数据，控制所述线性马达振动。
在一实施例中，所述基于所述调整后的至少一帧驱动电压数据，控制所述线性马达振动，包括：
基于所述调整后的至少一帧驱动电压数据和所述硬件参数，获得目标驱动加速度波形数据；
基于所述目标驱动加速度波形数据和所述硬件参数，获得目标驱动电压数据；
基于所述目标驱动电压数据，控制所述线性马达振动。
在一实施例中，所述基于所述至少一帧子驱动加速度波形数据和所述硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据之前，所述方法还包括：
基于所述线性马达的频域响应特性的带宽参数，对至少一帧所述驱动加速度波形数据进行滤波处理，得到至少一帧滤波后的驱动加速度波形数据；
所述基于所述至少一帧子驱动加速度波形数据和所述硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据，包括：
基于至少一帧所述滤波后的驱动加速度波形数据和所述硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据。
在一实施例中，所述减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新所述子驱动波形数据之前，所述方法还包括：
基于所述电路输出功率峰值与所述帧内最大功率值，确定波形调整系数；
所述减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新所述子驱动波形数据，包括：
基于所述波形调整系数，减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新所述驱动波形数据。
在一实施例中，所述基于所述电路输出功率峰值与所述帧内最大功率值，确定波形调整系数，包括：
基于电路输出功率峰值、帧内最大功率值与预设公式，确定波形调整系数；所述预设公式为：
Figure BDA0003329306950000041
其中，kP为所述波形调整系数，Phmax为电路输出功率峰值，Pimax为所述最大功率值。
第二方面，本发明还提供了一种线性马达的控制装置，所述控制装置包括：
波形获取模块，用于获取所述线性马达的驱动波形数据；
功率峰值预测模块，用于基于所述线性马达的硬件参数，预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值；
功率判断模块，用于判断所述最大功率值是否大于电路输出功率峰值；
波形更新模块，用于若所述最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小所述驱动波形数据中所述最大功率值对应时刻的振幅值，以更新所述驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值，直至所述最大功率值小于或者等于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据；
马达控制模块，用于基于所述调整后的驱动波形数据，控制所述线性马达振动。
第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括：
线性马达；
驱动模块，所述驱动模块与所述线性马达连接，所述驱动模块用于为所述线性马达提供驱动电压，以驱动振动单元振动；以及
存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的线性马达的控制程序，所述线性马达的控制程序配置为实现如上所述的线性马达的控制方法的步骤。
第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有线性马达的控制程序，所述线性马达的控制程序被处理器执行时实现如上述的线性马达的控制方法。
本发明提出的一种线性马达的控制方法、控制装置、设备及介质。该控制方法通过预测所述线性马达在驱动波形数据驱动下的最大功率值，并在最大功率值大于线性马达的电路输出功率峰值时，减小所述驱动波形数据中所述最大功率值对应时刻的振幅值，以使调整后的驱动波形数据的最大功率值不超过线性马达的硬件驱动电路输出功率峰值，避免出现触发硬件电路功率保护而强制中断的情况。由此，本发明仅仅对“出现预测的最大功率大于电路输出功率峰值的单帧数据”进行同比例缩小处理，而对其余“预测的最大功率不大于电路输出功率峰值的帧数据”不作调整，从而线性马达的实际振动波形与电子设备的应用开发者构造的驱动波形数据的理想波形差异较小，线性马达仍能提供应用开发者所需的振动反馈效果。
附图说明
图1为本申请线性马达的控制方法第一实施例的流程示意图；
图2为本申请线性马达的控制方法第二实施例的流程示意图；
图3为本申请线性马达的控制方法第三实施例的流程示意图；
图4为本申请线性马达的控制方法第三实施例中步骤S307的细化流程示意图；
图5为本申请线性马达的控制方法第四实施例的流程示意图；
图6为本申请线性马达的控制装置的流程示意图；
图7为本申请电子设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
线性马达(Linear Resonant Actuator，LRA)凭借其振感强烈、丰富、清脆以及能耗低等优点，已经广泛应用于各种消费级电子设备的各种振动场合。通过构造多样化的宽频振动波形(加速度波形)，马达可以实现非常丰富、真实的振感反馈。
然而，电子设备的应用开发者在构造振动波形时，由于一般并不能准确知道马达的具体物理特性和控制算法，难以保证该振动波形所需的驱动功率始终在线性马达的驱动电路输出功率峰值范围内。当所需驱动功率超过硬件驱动电路输出功率峰值时，将会触发硬件驱动电路的保护动作，从而终止输出，最终产生与所构造的振动波形差异较大的实际振动波形，影响实际振动体验。
因此，本申请提供一种线性马达的控制方法，通过预测所述线性马达在驱动波形数据驱动下的最大功率值，对“出现预测的最大功率值大于电路输出功率峰值的单帧数据”进行同比例缩小处理，以不超过线性马达的硬件驱动电路输出功率峰值，而对其余“预测的最大功率不大于电路输出功率峰值的帧数据”不作处理，最终产生与所构造的振动波形差异不大的实际振动波形，线性马达仍能提供应用开发者所需的振动反馈效果。下面结合一些具体实施例进一步阐述本申请的发明构思。
本申请实施例提供一种线性马达的控制方法第一实施例，参阅图1，图1为本申请线性马达的控制方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，方法包括以下步骤：
步骤S101、获取线性马达的驱动波形数据。
本实施例中，控制方法的执行主体为线性马达的控制装置。驱动波形数据为电子设备的应用开发者预先构造的目标振动波形，以在用户使用该应用满足预设条件时给予用户一定的振动反馈，提高用户的体验。
如游戏应用中，游戏开发者预先构造一驱动波形数据，从而在满足用户使用虚拟角色参与战斗或者进入某预设虚拟环境等预设条件时，驱动波形数据驱动线性马达提供持续一段时长的振动反馈。
本步骤中，驱动波形数据可提前预置在本体的数据库中，控制装置可通过读取特定格式的参数文件得到驱动波形数据。或者，驱动波形数据可保存在相应的云服务器中，电子设备可在相应的应用使用时或者更新时或者其他适宜的情形下从对应的云服务器中下载得到。如，驱动波形数据可是线性马达的控制装置控制电子设备的拍摄组件从外部读取得到，如通过读取二维码的形式从云服务器中读取得到。
步骤S102、基于线性马达的硬件特性，预测线性马达在驱动波形数据驱动下的最大功率值。
在获得驱动波形数据后，控制装置可根据驱动波形数据的实际参数和线性马达的硬件特性，计算得到线性马达在该一段驱动波形数据驱动下产生的一段输出功率数据，然后可对该一段输出功率数据的任一功率值取绝对值，从而得到该段输出功率数据中绝对值最大的至少一个响应功率，并将该至少一个响应功率作为最大功率值。
其中，硬件特性可包括控制装置对驱动波形数据的信号处理采样率Fs＝48Khz，则T＝1/Fs。线性马达的振子质量m，线性马达的磁场强度Bl，线性马达的弹簧劲度系数k，线性马达的阻尼系数r，线圈直流电阻Re。
值得一提的是，本步骤中，可采用顺序比较法得到最大功率值。如针对一段输出功率数据P(1)，P(2)、……P(n)，其中，n为数据的个数。可先取绝对值，得到|P(1)|，|P(2)|、……|P(n)|，然后比较|P(1)|和|P(2)|，取其中较大值作为最大功率值Pmax，再比较Pmax与|P(3)|，取其中较大值作为新的Pmax。依次类推，直到得到Pmax与|P(n)|的较大值，并将其作为最终的Pmax，即该驱动波形数据的最大功率值。
步骤S103、判断最大功率值是否大于电路输出功率峰值。
对于具体的电子设备而言，其硬件电路所采用的特定的功率放大电路，决定了马达驱动硬件电路具有一固定的电路输出功率峰值。
步骤S104、若最大功率值大于电路输出功率峰值，则减小所述驱动波形数据中所述最大功率值对应时刻的振幅值，以更新驱动波形数据，并返回执行步骤S102，直至最大功率值小于或者等于电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据。判断Pmax＞Phmax是否成立。若成立，则在电子设备实际采用该驱动波形数据控制线性马达振动时，可能将触发电子设备的线性马达的硬件驱动电路的保护动作，从而终止线性马达的输出，最终产生与所构造的振动波形差异较大的实际振动波形。
此时，为了防止出现上述情况，可对该驱动波形数据的该处的振幅值进行减小处理，以使新的驱动波形数据的最大功率值小于或者等于电路输出功率峰值。具体而言，本实施例中，仅仅对驱动波形数据中最大功率值对应时刻的振幅值进行减小处理，可使得其他非最大功率值对应的驱动波形数据不发生变化。
如Pmax＝|P(4)|，则对P(4)对应时刻的振幅值进行减小处理，而P(1)、P(2)、P(3)、P(5)、……P(n)等对应时刻的振幅值不做处理，保持原样。
本步骤中，循环执行步骤S102至步骤S104，直至最终获得的驱动波形数据预测得到的最大功率值小于电路输出功率峰值，确保该驱动波形数据所需的驱动功率始终在系统硬件驱动电路输出功率峰值范围内，可得到理想的振动波形。
若不成立，则Pmax≤Phmax，此时，电子设备实际采用该驱动波形数据控制线性马达振动时，振动所需的驱动功率始终在电子设备的硬件驱动电路输出功率峰值范围内，电子设备可产生驱动波形数据理想的振动波形。
步骤S105、基于调整后的驱动波形数据，控制线性马达振动。
在对超过电路输出功率峰值的最大功率值对应的部分驱动波形数据进行调整后，可得到调整后的驱动波形数据。然后基于调整后的驱动波形数据，控制线性马达振动，使得电子设备可产生相应的振动反馈。
本实施例中，结合电子设备的硬件驱动电路输出功率特性，即电路输出功率峰值调整驱动波形数据，以使调整后的驱动波形数据的最大功率值不超过线性马达的硬件驱动电路输出功率峰值。且本发明仅仅对“出现预测的最大功率大于电路输出功率峰值的单帧数据”进行同比例缩小处理，以不超过线性马达的硬件驱动电路输出功率峰值，而对其余“预测的最大功率不大于电路输出功率峰值的帧数据”不作处理对最大功率值对应的部分驱动波形数据进行振幅值的减小处理，而其余驱动波形数据不做调整，从而线性马达的实际振动波形与电子设备的应用开发者构造的驱动波形数据的大部分波形均一致，线性马达仍能提供应用开发者所需的振动反馈效果。
作为一个实施例，基于上述实施例，提出本申请一种线性马达的控制方法第二实施例。参阅图2，图2为本申请线性马达的控制方法第二实施例的流程示意图。
本实施例中，方法包括：
步骤S201、获取线性马达的驱动波形数据。
步骤S202、基于预设帧时长，将驱动波形数据划分为至少一帧子驱动波形数据。
步骤S203、基于硬件参数，预测线性马达在至少一帧子驱动波形数据驱动下的至少一个帧内最大功率值。
步骤S204、判断帧内最大功率值是否大于电路输出功率峰值。
步骤S205、若帧内最大功率值大于电路输出功率峰值，则减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新至少一帧所述子驱动波形数据，并返回执行步骤S203，直至所有帧内最大功率值均小于电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据。
本实施例，为了提高波形数据调整效率，可将驱动波形数据分割为至少一帧子驱动波形数据，然后对每帧子驱动波形数据进行判断与减小振幅值处理步骤。
具体而言，设定单帧数据的时长tbuffer，如设置tbuffer＝1ms，根据信号处理采样率Fs计算单帧数据个数n，例如Fs＝48Khz对应的单帧数据个数为n＝tbufferFs＝48。此时，第i帧的子驱动波形数据可表示为ai(n)。
本实施例中，可逐帧预测得到每帧的帧内最大功率值Pimax，然后逐帧判断Pimax＞Phmax是否成立。若成立，则在电子设备实际采用该驱动波形数据控制线性马达振动时，可能在该第i帧将触发电子设备的线性马达的硬件驱动电路的保护动作，从而终止线性马达的输出，最终产生与所构造的振动波形差异较大的实际振动波形。
此时，为了防止出现上述情况，可对第i帧内的子驱动波形数据的全部振幅值进行减小处理，以使新的第i帧子驱动波形数据的最大功率值小于或者等于电路输出功率峰值。本实施例中，仅仅对帧内最大功率值超过Phmax的子驱动波形数据进行减小处理，可使得其他帧内最大功率值不超过Phmax的子驱动波形数据不发生变化。
如仅仅Pi＝4,max＞Phmax，则对第4帧的子驱动波形数据带的振幅值进行减小处理，而第1帧、第2帧、第3帧等其余子驱动波形数据不做处理，保持原样。
作为一个实施例，步骤S205包括：
步骤A10、若帧内最大功率值大于电路输出功率峰值，则基于电路输出功率峰值与帧内最大功率值，确定波形调整系数。
本实施例中，根据预测得到的帧内最大功率值与电路输出功率峰值的具体数值关系，计算得到波形调整系数，从而对驱动波形数据的振幅值进行减小处理，以使调整后的帧内最大功率值小于电路输出功率峰值。
作为本实施例的一个选择，步骤A10具体为：
基于电路输出功率峰值、帧内最大功率值与预设公式，确定波形调整系数；预设公式为：
Figure BDA0003329306950000101
其中，kP为波形调整系数，Phmax为电路输出功率峰值，Pimax为最大功率值。
本实施例中，将电路输出功率峰值与帧内最大功率值的比值的开方作为波形调整系数，以在尽可能地使得调整后的帧内最大功率值小于电路输出功率峰值的前提，使得此时刻对应的驱动波形数据调整后与其他驱动波形数据更加协调，衔接更加自然。
步骤A20、基于波形调整系数，减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新驱动波形数据，并返回执行步骤S203，直至所有帧内最大功率值均小于或者等于电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据。
具体而言，将相应帧的子驱动波形数据的振幅值均乘以波形调整系数kP，以对其进行减小处理，从而得到更新后的驱动波形数据。
如Pi＝4,max＞Phmax，则将第4帧的子驱动波形数据的振幅值均乘以波形调整系数kP进行减小处理，而第1帧、第2帧、第3帧等其余子驱动波形数据不做处理，保持原样。
本步骤中，循环执行步骤S203至步骤S205，直至所有帧的子驱动波形数据预测得到的帧内最大功率值均小于电路输出功率峰值，确保该驱动波形数据所需的驱动功率始终在系统硬件驱动电路输出功率峰值范围内，可得到理想的振动波形。
步骤S206、基于调整后的驱动波形数据，控制线性马达振动。
本实施例中，逐帧预测目标振动波形所需的功率，对“出现预测的最大功率大于电路输出功率峰值的单帧数据”进行同比例缩小处理，以不超过线性马达的硬件驱动电路输出功率峰值，而对其余“预测的最大功率不大于电路输出功率峰值的帧数据”不作处理，从而线性马达的实际振动波形与电子设备的应用开发者构造的驱动波形数据的大部分波形差异较小，线性马达仍能提供应用开发者所需的振动反馈效果。
作为一个实施例，基于上述实施例，提出本申请一种线性马达的控制方法第三实施例。参阅图3，图3为本申请线性马达的控制方法第三实施例的流程示意图。
下文以驱动波形数据为驱动加速度波形数据进行具体举例说明。
本实施例中，方法包括：
步骤S301、获取线性马达的驱动加速度波形数据。
其中，驱动加速度波形数据可以是一段根据游戏场景定制设计的宽频信号，也可以是游戏应用实际输出的一段音效。
步骤S302、基于预设帧时长，将驱动加速度波形数据划分为至少一帧子驱动加速度波形数据。
本实施例中，每帧内的驱动加速度波形数据的可表示为a(1)、a(2)、……a(n)。a(1)、a(2)、……a(n)的具体值即为驱动加速度波形数据内所有的电压振幅值。
步骤303、基于至少一帧子驱动加速度波形数据和硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据。
每帧内的驱动电压数据可表示为u(1)、u(2)、……u(n)。
该驱动电压数据可根据线性马达的电压和加速度的传递特性得到，具体的电压迭代公式为：
Figure BDA0003329306950000121
其中，
Figure BDA0003329306950000122
Figure BDA0003329306950000123
式中，
Figure BDA0003329306950000124
Qc＝0.707,T为控制装置对驱动波形数据的信号处理采样周期。如，控制装置对驱动波形数据的信号处理采样率Fs＝48Khz，则T＝1/Fs。m为线性马达的振子质量，Bl为线性马达的磁场强度，k为线性马达的弹簧劲度系数，r为线性马达的阻尼系数，Re为线圈直流电阻。
步骤S304、基于硬件参数，预测得到线性马达在至少一帧驱动电压数据驱动下的至少一个帧内最大功率值。
具体而言，先根据线性马达的电流和电压的传递特性得到至少一帧响应电流数据。
每帧内的响应电流数据可表示为i(1)、i(2)、……i(n)。其中，电流迭代公式为：
Figure BDA0003329306950000125
其中，
Figure BDA0003329306950000126
Figure BDA0003329306950000127
式中，
Figure BDA0003329306950000128
在预测得到至少一帧响应电流数据后，可计算得到对应的至少一帧输出功率数据。
每帧内的输出功率数据可表示为P(1)、P(2)、……P(n)。
具体的，P(n)＝u(n)·i(n)。
在得到输出功率数据后，可得到帧内最大功率值Pimax。帧内最大功率值Pimax的具体计算过程参照上述实施例，此处不再赘述。
步骤S305、判断帧内最大功率值是否大于电路输出功率峰值。
步骤S306、若最大功率值大于电路输出功率峰值，则减小相应帧的所述驱动电压数据的电压振幅值，以更新至少一帧驱动电压数据，并返回执行步骤S304，直至所有帧内最大功率值均小于或者等于电路输出功率峰值，获得调整后的至少一帧驱动电压数据。
步骤S307、基于调整后的至少一帧驱动电压数据，控制线性马达振动。
本实施例中，对至少一帧驱动电压数据中帧内最大功率值满足判断条件的相应帧的驱动电压数据的电压振幅值进行减小处理，以使新的一帧驱动电压数据的帧内最大功率值小于或者等于电路输出功率峰值。本实施例中，仅仅对帧内最大功率值满足判断条件的部分帧驱动电压数据的电压振幅值进行减小处理，可使得其他帧不满足判断条件的驱动电压数据不发生变化。
如Pi＝4,max＞Phmax，，则对第4帧驱动电压数据的电压振幅值进行减小处理，如乘以波形条形系数kP。而第1帧、第2帧、第3帧等其余驱动电压数据不做处理，保持原样。
本步骤中，循环执行步骤S303至步骤S306，直至最终获得的驱动电压数据预测得到的最大功率值小于电路输出功率峰值，确保该驱动电压数据所需的驱动功率始终在系统硬件驱动电路输出功率峰值范围内，可得到理想的振动波形。
在对超过电路输出功率峰值的帧内最大功率值对应的相应帧的驱动电压数据的电压振幅值进行调整后，可得到调整后的驱动波形数据。然后基于调整后的驱动电压数据，控制线性马达振动，使得电子设备可产生相应的振动反馈。
本实施例中，由于线性马达由驱动电压驱动产生，且驱动加速度波形与驱动电压之间为预测值，不可彼此等效替换，因此可结合电子设备的硬件驱动电路输出功率特性，即电路输出功率峰值直接调整驱动电压数据的电压振幅值，以使调整后的驱动电压数据的最大功率值不超过线性马达的硬件驱动电路输出功率峰值，使得调整效果更佳，避免在计算过程中受到线性马达的电压和加速度的传递特性影响而产生误差。且本发明仅仅对“出现预测的最大功率大于电路输出功率峰值的单帧数据”进行同比例缩小处理，以不超过线性马达的硬件驱动电路输出功率峰值，而对其余“预测的最大功率不大于电路输出功率峰值的帧数据”不作处理，从而线性马达的实际振动波形与电子设备的应用开发者构造的驱动电压数据的大部分波形均一致，线性马达仍能提供应用开发者所需的振动反馈效果。
作为一个实施例，参阅图4，步骤S307包括：
步骤B10、基于调整后的至少一帧驱动电压数据和硬件参数，获得目标驱动加速度波形数据。
本实施例中，将满足功率条件判断的功率对应的驱动电压确定为初步驱动电压，然后可基于初步驱动电压数据和硬件参数，计算得到目标驱动加速度波形数据。
如可根据线性马达的加速度和电压的传递特性得到，具体的目标加速度迭代公式为：
Figure BDA0003329306950000141
其中，
Figure BDA0003329306950000142
b0＝4K,b1＝-8K,b2＝4K。a2(n)为目标角速度。
步骤B20、基于目标驱动加速度波形数据和硬件参数，获得目标驱动电压数据。
目标驱动电压数据u2(n)可根据前述的电压迭代公式获得。如：
Figure BDA0003329306950000143
步骤B30、基于目标驱动电压数据，控制线性马达振动。
由于驱动加速度波形数据与驱动电压数据之间不可等效置换，因此可再次根据前述的电压迭代公式计算得到二次预测的目标驱动电压数据，然后基于目标驱动电压数据控制线性马达振动。
基于上述实施例，提出本申请的一种线性马达的控制方法第四实施例。参阅图5，图5为本申请线性马达的控制方法第四实施例的流程示意图。
本实施例中，方法包括：
步骤S401、获取线性马达的驱动加速度波形数据。
步骤S402、基于预设帧时长，将驱动加速度波形数据划分为至少一帧子驱动加速度波形数据。
步骤S403、基于线性马达的频域响应特性的带宽参数，对至少一帧子驱动加速度波形数据进行滤波处理，得到至少一帧滤波后的子驱动加速度波形数据。
本实施例中，由于线性马达能响应的加速度频带有限，故需先对所构造的目标加速度在马达响应频带外的分量进行剔除。即根据线性马达的频域响应特性的带宽参数，确定出马达扫频特性带宽的下限频率和上限频率。下限频率和上限频率之间的带宽是允许保留的波形数据。
作为一个实施例中，具体而言，步骤S302包括：
(1)根据线性马达的扫频特性的带宽参数，确定低通滤波器的截止频率和高通滤波器的截止频率。
带宽参数可表示为[faL,faH]，低通滤波器的截止频率fL取线性马达扫频响应特性的上限频率faH，而高通滤波器的截止频率fH取线性马达扫频响应特性的下限频率faL。
(2)依次对至少一帧子驱动加速度波形数据进行低通滤波和高通滤波，得到至少一帧滤波后的子驱动加速度波形数据。
作为另一个实施例中，步骤S302包括：
(3)根据马达的扫频特性的带宽参数，确定贷通滤波器的带宽
Figure BDA0003329306950000151
其中，其中fbpL取马达扫频特性带宽的下限频率faL，fbpH取马达扫频特性带宽的上限频率faH，即fbpL＝faL，fbpH＝faH.
(4)对至少一帧驱动加速度波形数据进行带通滤波，得到至少一帧滤波后的子驱动加速度波形数据。
步骤S404、基于至少一帧子驱动加速度波形数据和所述硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据。
步骤S405、基于硬件参数，预测得到线性马达在至少一帧驱动电压数据驱动下的至少一个帧内最大功率值。
步骤S406、判断帧内最大功率值是否大于电路输出功率峰值。
步骤S407、若最大功率值大于电路输出功率峰值，则减小相应帧的所述驱动电压数据的电压振幅值，以更新至少一帧驱动电压数据，并返回执行步骤S405，直至所有帧内最大功率值均小于或者等于电路输出功率峰值，获得调整后的至少一帧驱动电压数据。
步骤S408、基于调整后的至少一帧驱动电压数据，控制线性马达振动。
本实施例中，步骤S404至步骤S408参阅上述实施例，此处不再赘述。
本实施例中，由于线性马达能响应的加速度频带有限，故需先对所构造的目驱动加速度波形数据在马达响应频带外的分量进行剔除，以避免在马达响应频带外的分量影响后续的功率预测。
作为一个实施例，本申请还提供了一种线性马达的控制装置。
参阅图6，本实施例中，控制装置包括：
波形获取模块，用于获取线性马达的驱动波形数据；
功率峰值预测模块，用于基于所述线性马达的硬件参数，预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值；
功率判断模块，用于判断最大功率值是否大于电路输出功率峰值；
波形更新模块，用于若所述最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小所述驱动波形数据中所述最大功率值对应时刻的振幅值，以更新所述驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值，直至所述最大功率值小于或者等于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据；
马达控制模块，用于基于所述调整后的驱动波形数据，控制所述线性马达振动。
在一实施例中，装置还包括：
划分模块，用于基于预设帧时长，将所述驱动波形数据划分为至少一帧子驱动波形数据；
功率峰值预测模块，还用于预测所述线性马达在至少一帧所述子驱动波形数据驱动下的至少一个帧内最大功率值；
波形更新模块，还用于若所述帧内最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新至少一帧所述子驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在各帧所述子驱动波形数据驱动下的最大功率值，获得至少一个帧内最大功率值，直至所有所述帧内最大功率值均小于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据。
在一实施例中，
划分模块，用于基于预设帧时长，将所述驱动加速度波形数据划分为至少一帧子驱动加速度波形数据；
电压预测模块，用于基于所述至少一帧子驱动加速度波形数据和所述硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据；
功率峰值预测模块，还用于预测得到所述线性马达在至少一帧所述驱动电压数据驱动下的至少一个帧内最大功率值；
波形更新模块，还用于若所述最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小相应帧的所述驱动电压数据的电压振幅值，以更新至少一帧所述驱动电压数据，并返回执行预测得到所述线性马达在至少一帧所述驱动电压数据驱动下的至少一个帧内最大功率值，直至所有所述帧内最大功率值均小于或者等于所述电路输出功率峰值，获得调整后的至少一帧驱动电压数据；
马达控制模块，还用于基于所述调整后的至少一帧驱动电压数据，控制所述线性马达振动。
在一实施例中，马达控制模块，还用于基于所述调整后的至少一帧驱动电压数据和所述硬件参数，获得目标驱动加速度波形数据；
基于所述目标驱动加速度波形数据和所述硬件参数，获得目标驱动电压数据；
基于所述目标驱动电压数据，控制所述线性马达振动。
在一实施例中，装置还包括：
滤波模块，用于基于所述线性马达的频域响应特性的带宽参数，对至少一帧所述驱动加速度波形数据进行滤波处理，得到至少一帧滤波后的驱动加速度波形数据；
电压预测模块，还用于基于至少一帧所述滤波后的驱动加速度波形数据和所述硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据。
在一实施例中，波形更新模块，还用于基于所述电路输出功率峰值与所述帧内最大功率值，确定波形调整系数；基于所述波形调整系数，减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新所述驱动波形数据。
在一实施例中，波形更新模块，还用于基于电路输出功率峰值、帧内最大功率值与预设公式，确定波形调整系数；所述预设公式为：
Figure BDA0003329306950000181
其中，kP为所述波形调整系数，Phmax为电路输出功率峰值，Pimax为所述最大功率值。
本申请线性马达的控制装置的其他实施例或者具体实施例方式可参照上述方法实施例，此处不再赘述。
此外，参阅图7，本发明还提供了一种电子设备，包括：
线性马达400；
驱动模块200，驱动模块200与线性马达400连接，驱动模块200为线性马达400提供驱动电压，以驱动振动单元振动；以及
存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的线性马达的控制程序，线性马达的控制程序配置为实现如上的线性马达的控制方法的步骤。
其中，电子设备可以是智能手机、平板电脑或者智能眼镜等电子设备。
该线性马达400可以是宽频线性马达(Linear Resonant Actuator)，其扫频特性(单位驱动电压下的加速度幅值的频率响应特性)具有一定的宽频特性。
处理器运行前述的线性马达的控制方法的步骤，从而输出一控制信号，驱动模块200接收该控制信号后，为线性马达提供一驱动电压，以驱动线性马达内的振动单元振动。
参照图7，图7为本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的电子设备的结构示意图。
如图7所示，该播放终端可以包括：处理器1001，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图7所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及线性马达的控制程序。
在图7所示的电子设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信，如获取线性马达的驱动波形数据与电路输出功率峰值；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明电子设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在电子设备，电子设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的线性马达的控制程序，并执行本申请实施例提供的线性马达的控制方法。
在一些实施例中，驱动模块和线性马达之间还设置有一功率放大器300，功率放大器300对驱动模块200传输至功率放大器300的驱动电压进行功率匹配。其中，驱动电压可以是模拟信号，还可以是数字信号。功率放大器300可以是本领域常见的如A类，B类，AB类，或者D类驱动器。
此外，本发明实施例还提出一种计算机存储介质，存储介质上存储有线性马达的控制程序，线性马达的控制程序被处理器执行时实现如上文的线性马达的控制方法的步骤。因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本申请所涉及的计算机可读存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述。确定为示例，程序指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种线性马达的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取所述线性马达的驱动波形数据；
基于所述线性马达的硬件参数，预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值；
判断所述最大功率值是否大于电路输出功率峰值；
若所述最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小所述驱动波形数据中所述最大功率值对应时刻的振幅值，以更新所述驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值，直至所述最大功率值小于或者等于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据；
基于所述调整后的驱动波形数据，控制所述线性马达振动。
2.根据权利要求1所述的线性马达的控制方法，其特征在于，所述基于所述线性马达的硬件参数，预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值之前，所述方法还包括：
基于预设帧时长，将所述驱动波形数据划分为至少一帧子驱动波形数据；
所述预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值，包括：
预测所述线性马达在至少一帧所述子驱动波形数据驱动下的至少一个帧内最大功率值；
所述若所述最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小所述驱动波形数据中所述最大功率值对应时刻的振幅值，以更新所述驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值，直至所述最大功率值小于或者等于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据，包括：
若所述帧内最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新至少一帧所述子驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在各帧所述子驱动波形数据驱动下的最大功率值，获得至少一个帧内最大功率值，直至所有所述帧内最大功率值均小于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据。
3.根据权利要求2所述的线性马达的控制方法，其特征在于，所述驱动波形数据为驱动加速度波形数据；
所述基于预设帧时长，将所述驱动波形数据划分为至少一帧子驱动波形数据，包括：
基于预设帧时长，将所述驱动加速度波形数据划分为至少一帧子驱动加速度波形数据；
所述预测所述线性马达在至少一帧所述子驱动波形数据驱动下的至少一个帧内最大功率值之前，所述方法包括：
基于所述至少一帧子驱动加速度波形数据和所述硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据；
所述预测所述线性马达在至少一帧所述子驱动波形数据驱动下的至少一个帧内最大功率值，包括：
预测得到所述线性马达在至少一帧所述驱动电压数据驱动下的至少一个帧内最大功率值；
所述若所述帧内最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新至少一帧所述子驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在各帧所述子驱动波形数据驱动下的最大功率值，获得至少一个帧内最大功率值，直至所有所述帧内最大功率值均小于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据，包括：
若所述最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小相应帧的所述驱动电压数据的电压振幅值，以更新至少一帧所述驱动电压数据，并返回执行预测得到所述线性马达在至少一帧所述驱动电压数据驱动下的至少一个帧内最大功率值，直至所有所述帧内最大功率值均小于或者等于所述电路输出功率峰值，获得调整后的至少一帧驱动电压数据；
所述基于所述调整后的驱动波形数据，控制所述线性马达振动，包括：
基于所述调整后的至少一帧驱动电压数据，控制所述线性马达振动。
4.根据权利要求3所述的线性马达的控制方法，其特征在于，所述基于所述调整后的至少一帧驱动电压数据，控制所述线性马达振动，包括：
基于所述调整后的至少一帧驱动电压数据和所述硬件参数，获得目标驱动加速度波形数据；
基于所述目标驱动加速度波形数据和所述硬件参数，获得目标驱动电压数据；
基于所述目标驱动电压数据，控制所述线性马达振动。
5.根据权利要求3所述的线性马达的控制方法，其特征在于，所述基于所述至少一帧子驱动加速度波形数据和所述硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据之前，所述方法还包括：
基于所述线性马达的频域响应特性的带宽参数，对至少一帧所述驱动加速度波形数据进行滤波处理，得到至少一帧滤波后的驱动加速度波形数据；
所述基于所述至少一帧子驱动加速度波形数据和所述硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据，包括：
基于至少一帧所述滤波后的驱动加速度波形数据和所述硬件参数，得到至少一帧驱动电压数据。
6.根据权利要求2所述的线性马达的控制方法，其特征在于，所述减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新所述子驱动波形数据之前，所述方法还包括：
基于所述电路输出功率峰值与所述帧内最大功率值，确定波形调整系数；
所述所述减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新所述子驱动波形数据，包括：
基于所述波形调整系数，减小相应帧的子驱动波形数据的振幅值，以更新所述驱动波形数据。
7.根据权利要求6所述的线性马达的控制方法，其特征在于，所述基于所述电路输出功率峰值与所述帧内最大功率值，确定波形调整系数，包括：
基于电路输出功率峰值、帧内最大功率值与预设公式，确定波形调整系数；所述预设公式为：
Figure FDA0003329306940000041
其中，kP为所述波形调整系数，Phmax为电路输出功率峰值，Pimax为所述最大功率值。
8.一种线性马达的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
波形获取模块，用于获取所述线性马达的驱动波形数据；
功率峰值预测模块，用于基于所述线性马达的硬件参数，预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值；
功率判断模块，用于判断所述最大功率值是否大于电路输出功率峰值；
波形更新模块，用于若所述最大功率值大于所述电路输出功率峰值，则减小所述驱动波形数据中所述最大功率值对应时刻的振幅值，以更新所述驱动波形数据，并返回执行所述预测所述线性马达在所述驱动波形数据驱动下的最大功率值，直至所述最大功率值小于或者等于所述电路输出功率峰值，获得调整后的驱动波形数据；
马达控制模块，用于基于所述调整后的驱动波形数据，控制所述线性马达振动。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
线性马达；
驱动模块，所述驱动模块与所述线性马达连接，所述驱动模块用于为所述线性马达提供驱动电压，以驱动振动单元振动；以及
存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的线性马达的控制程序，所述线性马达的控制程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的线性马达的控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有线性马达的控制程序，所述线性马达的控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的线性马达的控制方法。
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