CN1146295C - 致动系统的自适应控制器 - Google Patents

Abstract

在把电输入信号转换成声音或机械输出信号的装置中，控制器15有参数向量输入端24，用于改变控制器在控制输入端13与控制输出端23之间的线性或非线性传输特性。参数探测器17包括误差电路31和更新电路33。误差电路31测量换能器19的端子处的电信号并产生误差信号e(t)。更新电路33通过使误差信号的振幅最小来估计换能器参数。所估计的参数同时送到误差电路31和控制器15，以便针对特定的换能器来调节控制器，并补偿机械或声音输出信号的失真。

Description

致动系统的自适应控制器

总的说来，本发明涉及一种对换能器进行自适应控制以补偿换能器产生的线性和/或非线性信号失真并且在输入电信号与输出电信号之间实现所需要的总传输特性的装置和方法，更具体地说，涉及省去附加传感器的自适应控制。

用作致动器(扬声器、耳机、振动器)的换能器产生输出信号的显著的线性和非线性信号失真。这失真影响了声音重现质量或减小了有源音频衰减系统的效率。如果一种控制器表现出与换能器相反的传输特性，则连接到换能器输入端子的这种电控制器能补偿信号失真。要求用一种非线性控制器来对换能器的固有非线性进行补偿，这种非线性控制器可以用美国专利4,709,391所公开的多项式滤波器或美国专利5,438,625所公开的镜象滤波器或J.Suykens等在J.AudioEng.Soc.,vol.43.pp.690-694的“在电动式扬声器中非线性失真的反馈线性化Feedback Linearization of Nonlinear Distortion in ElectrodynamicLoudspeakers”所描述的静态反馈线性化来实现。

为了对付参数不确定性，可如德国专利申请DE 4332804 A1所公开的那样对控制器的自由参数进行自适应调整。这种装置允许在重现音频或其它信号的正常工作方式下、在没有线外预先训练的情况下决定滤波器的参数，并且对由于热和老化引起的参数变化进行线内修改。可是，自适应控制器要求得到关于换能器的输出信号或内部状态的信息。声学或机械输出信号的直接测量需要一种精确的传感器(例如微音器、加速度计)，它很贵并且在许多应用中不实用。

德国专利DE 4334040公开了一种控制系统，它省去了附加的声学或机械的传感器。一种自适应探测器电路通过利用在换能器的端子处测量到的电压和电流来估计音圈的速度。这估计的速度被送到自适应控制滤波器，并被用来估计最佳滤波器参数。对滤波器的自适应调整和对探测器的自适应调整是两个分开的过程，它们可以用不同的滤波器结构来实现。可是，两个分开的调节系统使计算十分复杂，这样的计算没法用低成本的数字信号处理器来实现。

这样，就需要一种自适应控制系统为换能器补偿换能器所产生的线性和非线性的信号失真、来保护换能器免受热和机械过载和在控制输入与换能器输出之间产生整个系统希望有的传输特性。

第二个目的是针对特定的换能器、通过测量在扬声器的端子处的电信号(电压或电流)来调节控制器的自由参数，并省去昂贵的传感器。

另一个目的是提供一种自适应控制系统，它有最少的未知参数和保证稳定而强壮的收敛。

进一步的目的是实现这样的换能器自适应控制系统，它包括最少数目的元件和在数字信号处理器(DSP)中要求最小的处理能力，以使整个系统保持低成本。

用于把电信号转换成机械或声音输出信号的装置包括换能器、控制器和参数探测器。控制器有控制输入端，以电输入信号送到所述输入端，并产生控制输出，此输出被送到参数探测器的信号输入端。参数探测器有两个信号输出端，它们与换能器的端子连接。

控制器补偿由换能器产生的线性和非线性失真，和/或保护换能器免受机械或热过载和永久性的破坏。为了在大的偏移(excursion)下保持最高效率，控制器通过把位置控制信号加到电控制信号，来调节音圈的静止位置，达到k(x)特性最小点或达到力因子特性最大点。

参数探测器有参数向量输出，后者包括一个或多个关于换能器参数的估计值。控制器有参数向量输入，该控制器备有探测器的参数向量输出。控制器的控制输入端与控制输出端之间的可变的传输特性  根据参数向量输入的瞬时值而变化。

控制器的自由参数针对特定的换能器来调节，以便在控制输入端与换能器输出端之间产生所希望的整个系统的传输特性。控制器与参数探测器两者的工作都基于换能器的物理模型。这样，控制器的最佳参数能直接地从换能器的参数导出。第一步，参数探测器辨认这个模型，并通过测量换能器端子处的电信号来估计换能器的参数。第二步，被辨认出的换能器参数被送到控制器的参数向量输入端，并且，利用换能器参数与控制参数之间的确定的关系，从被估计的换能器参数导出最佳控制参数。最后，控制器的变量传输特性用最佳控制参数来调整。与此相反，现有技术的已知系统要求在控制器中有一个自适应电路，以便分别地估计最佳控制参数。本发明减少了计算的复杂性，并加快了参数的估计速度和改进了参数估计的强度(robustness)。

结合附图，阅读下面的描述，就会更清楚本发明的上述和其它目的、特征和优点，附图中：

图1是现有技术的已知的自适应控制器的总的方框图。

图2表示根据本发明的致动器的自适应控制器的实施例。

图3更详细地表示控制器的实施例。

图4更详细地表示参数k₁的误差电路和更新电路的实施例。

图5表示本发明的第二实施例。

图6表示进行音圈位置修正的控制器的第三实施例。

图7表示进行热功率压缩补偿的控制器的第四实施例。

图8表示提供过载保护的控制器的第五实施例。

图1表示德国专利DE 4334040公开的换能器的自适应控制器的总的方框图。这装置包括换能器1、自适应修正滤波器3、自适应探测器电路5、参考滤波器7和比较器9。在信号输入端11的电信号w(t)通过修正滤波器3和通过随后的探测器电路5被送到换能器1的端子。探测器电路5产生被耦合的换能器1的音圈的速度V(t)的估计值。由参考滤波器7产生的参考信号r(t)和估计的速度V(t)均被送到比较器9，后者产生误差信号e(t)＝r(t)-V(t)。修正滤波器3和探测器电路5两者都是根据使误差信号e(t)最小化来进行各自参数估计的自适应系统。

图2表示根据本发明的致动器的自适应控制器的第一实施例。这装置包括控制器15、参数探测器17和换能器19。

控制器有控制输入端13与控制输出端23之间的可变传输特性，此传输特性决定于在参数向量输入端24概括成向量P的瞬时的换能器参数。与示于图1的现有技术相比，控制器15不是备有误差信号的自适应滤波器，而是具有由参数向量输入端24确定的可变线性或非线性传输特性。

参数探测器17有探测器输入端21，两个探测器输出端25和27以及参数向量输出端29。信号z(t)从控制输出端23被送到探测器输入端21。探测器输出端25和27与换能器19的端子连接。用参数探测器估计换能器参数P，并且通过参数向量输出端29把这换能器参数P送到控制器15的参数向量输入端24。

参数探测器17包括误差电路31和更新电路33。误差电路31有误差电路输入端35，两个误差电路输出端37和39，误差输出端41、梯度输出端43和参数向量输入端45。信号z(t)从探测器输入端21被送到误差电路输入端35。误差电路输出端37和39分别与探测器输出端25和27连接。换能器参数P的估计值被送到参数向量输入端45。误差电路产生误差信号e(t)，它是识别换能器参数的准则。误差电路31还产生梯度向量S_G，它从估计的换能器状态信号导出。

更新电路33有参数向量输出端47、被供以梯度向量43的梯度向量输入端49和被供以误差输出信号41的误差输入端51。更新电路33根据梯度信号S_G和误差信号e(t)，产生关于换能器参数P的估计值。通过参数向量输出端47，被估计的参数既被送到参数向量输入端45，又被送到参数向量输出端29。如果误差信号e(t)的振幅最小，则参数探测器对于特定的换能器而言被调到最佳，并且换能器参数P是关于真实换能器参数的最好估计。

可以通过利用线性或非线性滤波器或静态反馈线性化技术来实现控制器15，以便减小信号失真和/或在过载的条件下衰减信号w(t)。

图3更详细地表示控制器的实施例。利用电流驱动的镜象滤波器技术，由控制律产生控制输出z(t)

$i=z=\frac{1}{b\left(x_m\right)}\{b\left(0\right)w+(k\left(x_m\right)-k\left(0\right))x_m\}---\left(1\right)$

其中位移

$x_m=L^{-1}\left\{\frac{b\left(0\right)}{{\mathrm{ms}}^2+R_{m}s+k\left(0\right)}\right\}*w---\left(2\right)$

从输入w综合而得，b(x)是取决于位移x的变化的力因子，k(x)是机械悬挂的变化的刚度，m是运动质量，R_m是机械阻尼，s是Laplace算子，而L^-1{}是Laplace逆变换。

展开非线性参数

    b(x)＝b₀+b₁x+b₂x²

    L_e(x)＝l₀+l₁x+l₂x²                                 (3)

    k(x)＝k₀+k₁x+k₂x²

得到缩短的幂级数之后，线性参数m、R_m和方程(3)的系数是控制器的自由参数，它们与概括成向量P的换能器参数有直接关系。通过利用对每个控制参数都有可控增益的放大器，使得控制器的传输响应可调。为了清楚起见，图3只表示了控制参数k₁的调节，不过也以相同方式使其它参数可调。控制输入端13的电信号w(t)通过有增益b₀的放大器61被送到加法器63的第一输入端。输入端13还与根据方程(2)产生位移x_m的线性滤波器65的输入端连接。通过平方器67和随后的可控放大器69，位移x_m被送到加法器63的另一输入端。这分支对位移变化刚度k(x)引起的二阶失真进行补偿。

在作为图2的参数向量输入端24的一部分的输入端71的参数估计值k₁通过参数变换器73被送到可控放大器69的控制输入端。参数变换器73根据所希望的总特性，把换能器参数转换成对应的控制参数。为了使整个系统线性化，可控放大器69的增益必须等于换能器参数k₁。参数变换器73还以物理上是否可取来查对被估计的换能器参数的值，并存储所估计的参数，以便在参数探测器部分失效时，保持控制器的运行。

静态非线性系统75和加法器77对由非线性刚度b(x)引起的高阶失真进行补偿。对非线性力因子b(x)的补偿是根据方程(1)利用静态非线性系统79、乘法器81和加法器83来完成的。图3也表示了作为参数向量P的一部分的换能器参数k₁的传输过程，即从更新电路33的更新输出端53既送到误差电路31的参数输入端55，又通过参数输出端57送到参数输入端71。

图4更详细地表示误差电路31和更新电路33的实施例。控制输出信号z(t)通过误差电路输入端35被送到有高输出阻抗的放大器59。这放大器把控制信号z(t)转换成送到换能器的电流i(t)(电流驱动)。换能器端子之间的电压u(t)与换能器的瞬时阻抗对应。

误差电路31包含比较器57，后者有被供以在换能器端子测量到的电压u(t)的第一输入端、被供以估计电压u’(t)的第二输入端和一个产生被送到误差输出端41的误差信号e(t)＝u’(t)-u(t)的比较输出端。

误差电路通过利用估计的位移

$x_D=(\mathrm{ib}\left(x_D\right)-(k\left(x_D\right)-k\left(0\right))x_D)*L^{-1}\left\{\frac{1}{{\mathrm{ms}}^2+R_{m}s+k\left(0\right)}\right\}---\left(5\right)$

来估计电压

$\hat{u}=R_{e}i+L_e\left(x_D\right)\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}+b\left(x_D\right)\frac{d{x}_D}{\mathrm{dt}}---\left(4\right)$

其中R_e是音圈电阻，而L_e(x)是音圈变化电感。误差电路的这一部分有电流i(t)＝z(t)与估计电压u’(t)之间的可变传输特性，此可变传输特性取决于概括成向量P的换能器参数。为了清楚起见，图4只表示了非线性系数k₁的调节，不过相同原理也可应用到P中的其它参数。根据方程(4)，误差电路包括增益为R_e的放大器89、有传输函数L_e(x)的静态非线性系统91、乘法器93、微分器95、加法器97、有传输函数b(x)的静态非线性系统99、微分器101、乘法器103和加法器105。在加法器105的输出端的估计电压u’(t)被送到比较器57。根据方程(5)，通过利用乘法器107、加法器109、静态非线性系统111、平方器113、可控放大器115、加法器117、和有传输函数H_G(s)＝1/(ms²+R_ms+k(0))的线性滤波器119来估计位移x_D。

可控放大器115具有控制输入端，来自作为图2的参数向量输入端45的一部分的参数输入端55的参数估计值k₁被提供给所述控制输入端。平方器113的输出信号也被送到有传输函数H_G(s)s的线性滤波器123的输入端。乘法器124把滤波器123的输出信号与静态非线性系统99的输出信号相乘，产生馈送到输出端55的梯度信号s_k1，输出端55是图2的梯度向量输出端43的一部分。

更新电路33寻找均方误差的最小值

$\mathrm{MSFE}\≡E\left[e{\left(t\right)}^2\right]=E\left[{(\hat{u}\left(t\right)-u\left(t\right))}^2\right]=J\left(P\right)---\left(6\right)$

它决定于换能器参数P。

从对换能器参数P的起始估计值开始，用简单的递归关系来决定下所述参数向量的下一个推测值

$P(i+1)=P\left(i\right)+\frac{1}{2}\mathrm{\μ}\left[\frac{\∂J}{\∂P}\right]=P\left(i\right)+\mathrm{\μE}\left[e\left(t\right)\frac{\∂\hat{u}\left(t\right)}{\∂P}\right]=P\left(i\right)+\mathrm{\μE}\left[e\left(t\right)S_G\right]---\left(7\right)$

导出以简单梯度为基础的适应算法。根据方程(7)，作为图2的更新电路33的一部分的更新电路34进行参数k₁的调整，更新电路34包括乘法器127和积分器129。误差信号e(t)和通过梯度信号输入端49的梯度信号s_k1＝u’(t)/k₁被送到乘法器127。根据简单的LMS算法，期望算子E[]用积分器129近似，后者把参数估计值k₁送到参数输出端53。如果误差振幅最小，则探测器对于特定的换能器而言被调到最佳，并且提供了关于真实换能器参数k₁(向量P的一部分)和换能器的状态信号(位移x_D)的最好估计值。

图5表示本发明的第二实施例。控制器16对应于图2的控制器15，不过具有附加的控制状态向量输出端28和换能器状态向量输入端30。误差电路26对应于图2的误差电路31，不过具有利用控制状态向量输出端28馈入信号的附加的控制状态向量输入端32，和向探测器状态向量输入端30输送信号的换能器状态向量输出34。误差电路31中控制器的状态向量S_C的传输允许修改参数估计值。利用方程(1)把电流代入方程(4)和(5)，并计算方程(7)对公共换能器参数P的偏微分，导出梯度向量S_G，后者既取决于探测器状态又取决于控制器状态。梯度向量S_G被送到更新电路33的梯度向量输入端49。本发明使用一种联合的参数更新系统，而不是如现有技术所公开的两个单独的更新系统。这样就保证了参数估计的稳定和收敛。

利用通用的状态反馈线性化的控制器16具有换能器状态向量输入端30，后者被供以来自换能器状态向量输出端34的估计的换能器状态S_T(例如位移x_D)。控制器16的控制律与镜象滤波器的方程(1)的控制律对应，不过使用的不是综合位移x_m，而是根据方程(5)用误差电路所估计的位移x_D。

图6表示本发明的第三实施例。这装置通过把dc信号W_offset加到电输入信号w(t)，修正换能器的音圈位置。这dc分量W_offset使音圈静止位置移动到刚度特性k(x)最小点，或力因子特性b(x)最大点。这减小了由非对称参数特性引起的非线性失真，并改进了整个系统的稳定性和效率。控制器133包括加法器151、非线性控制电路149和位置控制电路143。电控制信号w(t)通过控制输入端137被送到加法器151的第一输入端。信号W_offset从位置控制电路143的输出端145被送到加法器的第二输入端。加法器151的输出信号通过非线性控制电路149被送到控制输出端141。换能器参数向量P通过输入端139同时被送到位置控制电路143的输入端153和控制电路149的输入端。为了使音圈静止位置移动到特性k(x)最小点，位置控制电路产生信号

$w_{\mathrm{offset}}=-\frac{k_1}{2k_2}{L}^{-1}\left\{\frac{{\mathrm{ms}}^2+R_{m}s+k\left(0\right)}{b\left(0\right)}\right\}---\left(8\right)$

图7表示其换能器用低阻抗源(正常电压驱动)驱动的第四实施例。在此，控制器的传输特性取决于音圈的瞬时电阻R_e(t)，并且当音圈温度改变时，要求永久地更新这参数。另一种办法是，可以用控制器161内的电阻估计器163来计算，所述控制器161有来自控制输入端13或控制输出端23的电信号和用参数探测器17估计的以及通过参数输入端24提供的热电阻R_T。

图8表示本发明的第五实施例。控制器165包括用于使换能器线性化的控制滤波器149和用于保护换能器防止机械损坏的装置。来自控制输入端13的信号w通过衰减器167被送到控制滤波器149的输入端和参考滤波器169的输入端，后者估计音圈的瞬时位移x。如果这位移的绝对值|x(t)|等于临界阈值x_max，控制器171就起动衰减器167使输入信号衰减。根据本发明，由阈值探测器173计算阈值x_max，办法是利用借助于来自参数向量输入端24的参数向量P提供的非线性参数(力因子和刚度)来计算。

上面的描述不应成为实施本发明的方法的限制，而应包括许多不超出本发明广泛的兴趣和目的的范围的其它变化。

Claims (19)

1.一种用于把电信号转换成机械或声音输出信号的装置，它利用换能器(19)和控制电路来补偿由所述换能器引起的信号失真，并在所述电输入信号与所述输出信号之间实现希望有的传输特性，而且用于针对所述换能器(19)自适应地调节所述控制电路，其特征在于所述装置包括：

控制器(15)，该控制器将所述电输入信号转换成所述输出信号，并具有以所述电输入信号馈入的控制输入端(13)、产生电输出信号的控制输出端(23)、以一个或多个参数值P馈入的参数向量输入端(24)，其中，根据所述参数值P，所述控制器具有在所述控制输入端和所述控制输出端之间的可变传输特性；和

参数探测器(17)，该参数探测器估计所述参数值P，并具有探测器输入端(21)、两个探测器输出端(25，27)和参数向量输出端(29)，而以所述控制输出(23)馈入所述探测器输入端(21)，所述探测器输出端(25，27)连接到所述换能器(19)的端子，并且所述参数向量输出(29)包括一个或多个所述参数值，这些值被送到所述控制器(15)的所述参数向量输入端(24)，其中，所述参数值P是对所述换能器的换能器参数的估计。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于所述控制器包含线性或非线性控制系统，所述系统备有所述控制输入端并产生所述控制输出，并且所述系统有起码一个由以控制参数馈入的控制参数输入端。

3.根据权利要求2的装置，其特征在于所述控制器包含起码一个参数变换器，所述参数变换器有一个被供以来自所述参数向量输入端的所述换能器参数之一的变换器输入端和向所述控制参数输入端送出信号的变换器输出端。

4.根据权利要求3的装置，其特征在于所述参数变换器有存储器，用于在所述参数探测器不能完好地工作和在变换器输入端得不到换能器参数时，在所述变换器输出端产生控制参数。

5.根据权利要求3的装置，其特征在于所述参数变换器具有用于检查送到变换器输入端的换能器参数的装置，如果所述换能器参数不在给定的范围内，则在所述变换器输出端的控制参数就被设置到给定的值。

6.根据权利要求1的装置，其特征在于所述参数探测器是一种自适应系统。

7.根据权利要求6的装置，其特征在于所述参数探测器包括：

误差电路，它有误差电路输入端、误差电路输出端、换能器参数向量输入端、梯度向量输出端和误差输出端，而从所述探测器输入端向所述误差电路输入端馈送信号，所述误差电路输出端与所述探测器输出端连接，所述换能器参数向量输入信号包括一个或多个换能器参数，所述梯度向量输出信号包括一个或多个梯度信号，而所述误差输出产生误差信号；和

更新电路，它有：被供以所述梯度向量输出信号的梯度向量输入端、由误差输出端提供信号的误差输入端和换能器参数向量输出端，此换能器参数向量输出包括关于一个或多个换能器参数的估计值，此换能器参数向量输出既被送到所述参数向量输出端，又送到所述换能器参数向量输入端，通过使所述误差信号的振幅最小，所述更新电路得到关于一个或多个换能器参数的估计值。

8.根据权利要求7的装置，其特征在于所述误差电路包括：

用于测量所述换能器的所述端子处的电信号的监控器，它有被供以所述误差电路输入信号的监控器输入端、两个向所述误差电路输出送出信号的监控器输出端和测量输出端；

估计器，它有：估计器输入端、被供以所述换能器参数向量输入信号的估计器参数向量输入端、向所述梯度向量输出端送出信号的估计器梯度向量输出端和估计器输出端，而所述估计器在所述估计器输入与所述估计器输出之间有取决于所述估计器参数向量输入的可变传输特性；和

比较器，它有第一和第二比较器输入端和产生所述第一和第二比较器输入的差的比较器输出端，而所述估计器输出信号被送到所述第一比较器输入端，而所述测量输出信号被送到所述第二比较器输入端；所述比较器输出信号被送到所述误差输出端。

9.根据权利要求8的装置，其特征在于所述探测器输入信号通过所述误差电路输入信号被送到所述估计器输入端。

10.根据权利要求1的装置，其特征在于所述控制器具有控制向量状态输出端(28)，提供所述控制器的一个或多个状态信号S_C，以及所述参数探测器(17)具有控制向量状态输入端(32)，而所述控制向量状态输入端(32)与所述控制向量状态输出端(28)相连。

11.根据权利要求1的装置，其特征在于所述参数探测器(17)具有换能器状态向量输出端(34)，提供所述换能器的状态信号S_T的一个或多个估计，以及所述控制器具有换能器状态向量输入端(30)，而所述换能器状态向量输入端与所述换能器状态向量输出端(34)相连。

12.根据权利要求1的装置，其特征在于所述控制器包含：

位置控制电路，它有输入端和位置控制输出端，所述输入端被供以所述参数向量输入信号。

加法器，它有：第一加法器输入端、第二加法器输入端和加法器输出端，而所述第一加法器输入端被供以来自所述控制输入端的所述电输入信号，所述第二加法器输入端被供以所述位置控制输入信号，而所述加法器输出信号或直接被送到所述控制输出端，或通过非线性控制电路被送到所述控制输出端。

13.根据权利要求2的装置，其特征在于所述控制器包含：

电阻估计器，它有估计器信号输入端、起码一个热参数输入端和产生音圈电阻估计值并将其送到所述控制参数输入端的输出端，而所述热参数输入端被供以来自所述参数向量输入端的所述换能器参数之一，以及所述电阻估计器的所述估计器信号输入端或者被供以所述电输入信号，或者被供以所述控制器的电输出信号。

14.根据权利要求1的装置，其特征在于所述控制器包含：

用于保护换能器防止过载和永久性损坏的装置，来自所述参数向量输入端的所述换能器参数中的起码一个被送到所述装置。

15.一种把电输入信号转换成机械或声音输出信号的方法，其特征在于包括下面的步骤：

在控制器(15)中利用能被控制参数改变的映象函数来把电输入信号转换成电控制信号；

利用换能器把所述电控制信号转换成所述机械或声音输出信号；

测量在所述换能器的端子处的第二电信号，而所述第二电信号不同于所述电控制信号；

利用具有自由模型参数P的换能器模型把所述换能器模型化；

在探测器(17)中估计所述换能器模型的所述最佳模型参数P，以便描述所述控制信号与所述第二电信号之间的关系；

利用换能器模型与映象函数之间的物理关系，把所述探测器(17)的所述最佳模型参数P转换成所述控制器(15)的所述最佳控制参数，以便产生所述电输入信号与所述机械或声音输出信号之间所希望的总的功能；

利用所述最佳控制参数调节对于所述换能器的所述映象函数。

16.根据权利要求15的方法，其特征在于：

所述换能器的模型化基于具有线性和非线性参数的非线性换能器模型；

电输入信号到电控制信号的转换基于非线性的映象函数。

17.根据权利要求15的方法，其特征在于所述方法包含以下附加步骤：

如果估计所述换能器模型的所述最佳模型参数的步骤是间断地进行的，则存储所述最佳模型参数和/或所述最佳控制参数；和

在把电输入信号转换成电控制信号的映象函数中利用所述存储的参数。

18.根据权利要求15的方法，其特征在于所述方法包含以下附加步骤：

从最佳模型参数产生位置控制信号；和

利用所述位置控制信号把音圈移动到最佳静止位置。

19.根据权利要求16的方法，其特征在于所述方法包含以下附加步骤：

利用所述电输入信号或所述电控制信号，估计换能器的状态信号，后者表示换能器的热或机械过载；

根据描述所述状态信号的允许的最大幅度的最佳模型参数来计算阈值；和

如果所述状态信号幅度超过阈值，则改变映象函数来衰减所述控制信号。

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