CN115389927B - 马达阻尼的测算方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种马达阻尼的测算方法和系统,在马达阻尼的测算方法中,产生驱动信号驱动被测马达运行,在驱动信号的截止时刻,被测马达进入自由衰减状态,并在此刻生成关断信号切断被测马达的测试回路;如此,可以获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,再利用测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,获得被测马达的阻尼,如此实现了对被测马达阻尼的测算。
Description
本申请要求于2021年5月24日提交中国专利局、申请号为202110566568.X、发明名称为“马达阻尼的测算方法、装置及系统”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及数据处理技术领域,尤其涉及一种马达阻尼的测算方法及系统。
背景技术
线性马达的基本参数,如机械阻尼,要应用于构建线性马达的模型,因此需要一种能够测算得到线性马达的机械阻尼的方案。
发明内容
本申请提供了一种马达阻尼的测算方法、装置及系统,目的在于实现对线性马达的机械阻尼的测算。
为了实现上述目的,本申请提供了以下技术方案:
第一方面,本申请提供了一种应用于处理器的马达阻尼的测算方法,包括:产生驱动信号驱动被测马达运行,在驱动信号的截止时刻,被测马达处于自由衰减状态,在此时刻生成关断信号切断被测马达的测试回路;获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,并利用测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,获得被测马达的机械阻尼。
本方面提供的马达阻尼的测算方法中,驱动信号驱动被测马达运行,在驱动信号的截止时刻,被测马达处于自由衰减状态,而通过关断信号切断被测马达的测试回路,可以去除被测马达在运行过程中的电磁阻尼,因此,通过处于测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,获得被测马达的阻尼即为被测马达的机械阻尼。
在一种可能的实现方式中,可以采用在驱动信号的截止时刻,生成关断信号驱动开关断开以切断被测马达的测试回路的方式,来实现对在驱动信号的截止时刻,生成关断信号切断被测马达的测试回路,当然,开关接入被测马达的测试回路。
在一种可能的实现方式中,获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度可以是:获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的目标加速度,目标加速度由测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度被信号调理处理得到。
第二方面,本申请提供了另一种应用于处理器的马达阻尼的测算方法,包括:生成驱动信号驱动被测马达,在驱动信号的截止时刻,被测马达处于自由衰减状态,获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度,利用处于自由衰减状态的被测马达的加速度,获得被测马达的总阻尼。
本方面提供的马达阻尼的测算方法中,驱动信号驱动被测马达运行,在驱动信号的截止时刻,被测马达处于自由衰减状态,通过处于自由衰减状态的被测马达的加速度,可以计算被测马达的总阻尼。
在一种可能的实现方式中,获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度可以是:获取处于自由衰减状态的被测马达的目标加速度,目标加速度由处于自由衰减状态的被测马达的加速度被信号调理处理得到。
第三方面,本申请提供了一种马达阻尼的测算装置,包括:两个生成单元、获取单元和计算单元,两个生成单元中的第一生成单元用于产生驱动信号驱动被测马达运行,第二生成单元用于在驱动信号的截止时刻,生成关断信号切断被测马达的测试回路;获取单元用于获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度;计算单元用于利用测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,获得被测马达的阻尼。
本方面提供的马达阻尼的测算装置中,第一生成单元产生的驱动信号驱动被测马达运行,在驱动信号的截止时刻,被测马达处于自由衰减状态,而通过第二生成单元生成的关断信号切断被测马达的测试回路,可以消除被测马达在运行过程中的电磁阻尼,因此,计算单元可以通过获取单元获取的处于测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,计算被测马达的阻尼即为被测马达的机械阻尼。
在一个可能的实施方式中,第二生成单元在驱动信号的截止时刻,生成关断信号切断被测马达的测试回路时用于:在驱动信号的截止时刻,生成关断信号驱动开关断开以切断被测马达的测试回路,开关接入被测马达的测试回路。
在一个可能的实施方式中,获取单元获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度时用于:获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的目标加速度,目标加速度由测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度被信号调理处理得到。
第四方面,本申请提供了另一种马达阻尼的测算装置,包括:生成单元、获取单元和计算单元,生成单元用于产生驱动信号驱动被测马达运行;获取单元用于获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度;计算单元用于利用处于自由衰减状态的被测马达的加速度,获得被测马达的总阻尼。
本方面提供的马达阻尼的测算装置中,生成单元产生的驱动信号驱动被测马达运行,在驱动信号的截止时刻,被测马达处于自由衰减状态,计算单元可以通过获取单元获取的处于自由衰减状态的被测马达的加速度,获得被测马达的阻尼即为被测马达的总阻尼。
在一种可能的实现方式中,获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度可以是:获取处于自由衰减状态的被测马达的目标加速度,目标加速度由处于自由衰减状态的被测马达的加速度被信号调理处理得到。
第五方面,本申请提供了一种电子设备,包括:一个或多个处理器以及用于存储程序的存储器,一个或多个处理器执行存储器中程序时,实现上述第一方面或第一方面的可能的实现方式中任一所述的马达阻尼的测算方法。
第六方面,本申请提供了一种马达阻尼的测算系统,包括:处理器,用于装设被测马达的测试工装,与处理器连接的加速度计,以及设置于处理器连接被测马达的支路上的开关;加速度计用于检测被测马达,得到被测马达的加速度;处理器用于执行如上述第一方面或第一方面的可能的实现方式中任一所述的马达阻尼的测算方法。
本申请提供的马达阻尼的测算系统中,驱动信号驱动被测马达运行,在驱动信号的截止时刻,被测马达处于自由衰减状态,而通过生成的关断信号切断被测马达的测试回路,可以去除被测马达在运行过程中的电磁阻尼,因此,处理器可以通过加速度计检测的处于测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,计算被测马达的阻尼即为被测马达的机械阻尼。
在一种可能的实现方式中,处理器连接被测马达的支路上还设置有取样电阻器和功率放大器。
在一种可能的实现方式中,加速度计还连接有信号调理器,信号调理器对加速度计输出的加速度进行信号调理后提供于处理器。
在一种可能的实现方式中,开关为光耦继电器。
在一种可能的实现方式中,测试工装内部设置有与被测马达的构造相适配的马达安装区。
附图说明
图1为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图;
图2a为本申请实施例提供的马达阻尼的测算系统的结构图;
图2b和图2c为本申请实施例提供的马达阻尼的测算系统的电路简图;
图3a为本申请实施例提供的马达阻尼的测算方法的流程图;
图3b为本申请实施例提供的线性马达的振幅和时间关系的展示图;
图4a为本申请实施例提供的马达阻尼的测算方法的流程图;
图4b为本申请实施例提供的线性马达的振幅和时间关系的展示图;
图5为本申请实施例提供的马达阻尼的测算装置的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的马达阻尼的测算装置的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的执行被测马达的测算方法的电子设备的结构图。
具体实施方式
本申请说明书和权利要求书及附图说明中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象,而不是用于限定特定顺序。
在本申请中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
图1示出了电子设备100的结构示意图。
电子设备100可以包括处理器110,外部存储器接口120,内部存储器121,通用串行总线(universal serial bus,USB)接口130,充电管理模块140,电源管理模块141,电池142,天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,传感器模块180,按键190,马达191,指示器192,摄像头193,显示屏194,以及用户标识模块(subscriber identification module,SIM)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180A,陀螺仪传感器180B,气压传感器180C,磁传感器180D,加速度传感器180E,距离传感器180F,接近光传感器180G,指纹传感器180H,温度传感器180J,触摸传感器180K,环境光传感器180L,骨传导传感器180M等。
可以理解的是,本发明实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器110可以包括应用处理器(application processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(graphics processingunit,GPU),图像信号处理器(image signal processor,ISP),控制器,视频编解码器,数字信号处理器(digital signal processor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
处理器可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。
处理器110中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器110的等待时间,因而提高了系统的效率。
在一些实施例中,处理器110可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit,I2C)接口,集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound,I2S)接口,脉冲编码调制(pulse code modulation,PCM)接口,通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter,UART)接口,移动产业处理器接口(mobile industry processor interface,MIPI),通用输入输出(general-purposeinput/output,GPIO)接口,用户标识模块(subscriber identity module,SIM)接口,和/或通用串行总线(universal serial bus,USB)接口等。
I2C接口是一种双向同步串行总线,包括一根串行数据线(serial data line,SDA)和一根串行时钟线(derail clock line,SCL)。在一些实施例中,处理器110可以包含多组I2C总线。处理器110可以通过不同的I2C总线接口分别耦合触摸传感器180K,充电器,闪光灯,摄像头193等。例如:处理器110可以通过I2C接口耦合触摸传感器180K,使处理器110与触摸传感器180K通过I2C总线接口通信,实现电子设备100的触摸功能。
I2S接口可以用于音频通信。在一些实施例中,处理器110可以包含多组I2S总线。处理器110可以通过I2S总线与音频模块170耦合,实现处理器110与音频模块170之间的通信。在一些实施例中,音频模块170可以通过I2S接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。
PCM接口也可以用于音频通信,将模拟信号抽样,量化和编码。在一些实施例中,音频模块170与无线通信模块160可以通过PCM总线接口耦合。在一些实施例中,音频模块170也可以通过PCM接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机接听电话的功能。所述I2S接口和所述PCM接口都可以用于音频通信。
UART接口是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线可以为双向通信总线。它将要传输的数据在与并行通信之间转换。在一些实施例中,UART接口通常被用于连接处理器110与无线通信模块160。例如:处理器110通过UART接口与无线通信模块160中的蓝牙模块通信,实现蓝牙功能。在一些实施例中,音频模块170可以通过UART接口向无线通信模块160传递音频信号,实现通过蓝牙耳机播放音乐的功能。
MIPI接口可以被用于连接处理器110与显示屏194,摄像头193等外围器件。MIPI接口包括摄像头串行接口(camera serial interface,CSI),显示屏串行接口(displayserial interface,DSI)等。在一些实施例中,处理器110和摄像头193通过CSI接口通信,实现电子设备100的拍摄功能。处理器110和显示屏194通过DSI接口通信,实现电子设备100的显示功能。
GPIO接口可以通过软件配置。GPIO接口可以被配置为控制信号,也可被配置为数据信号。在一些实施例中,GPIO接口可以用于连接处理器110与摄像头193,显示屏194,无线通信模块160,音频模块170,传感器模块180等。GPIO接口还可以被配置为I2C接口,I2S接口,UART接口,MIPI接口等。
USB接口130是符合USB标准规范的接口,具体可以是Mini USB接口,Micro USB接口,USB Type C接口等。USB接口130可以用于连接充电器为电子设备100充电,也可以用于电子设备100与外围设备之间传输数据。也可以用于连接耳机,通过耳机播放音频。该接口还可以用于连接其他电子设备,例如AR设备等。
可以理解的是,本发明实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对电子设备100的结构限定。在本申请另一些实施例中,电子设备100也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。
充电管理模块140用于从充电器接收充电输入。其中,充电器可以是无线充电器,也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过USB接口130接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过电子设备100的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块140为电池142充电的同时,还可以通过电源管理模块141为电子设备供电。
电源管理模块141用于连接电池142,充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入,为处理器110,内部存储器121,显示屏194,摄像头193,和无线通信模块160等供电。电源管理模块141还可以用于监测电池容量,电池循环次数,电池健康状态(漏电,阻抗)等参数。在其他一些实施例中,电源管理模块141也可以设置于处理器110中。在另一些实施例中,电源管理模块141和充电管理模块140也可以设置于同一个器件中。
电子设备100的无线通信功能可以通过天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,调制解调处理器以及基带处理器等实现。
天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。电子设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用,以提高天线的利用率。例如:可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中,天线可以和调谐开关结合使用。
移动通信模块150可以提供应用在电子设备100上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块150可以包括至少一个滤波器,开关,功率放大器,低噪声放大器(low noise amplifier,LNA)等。移动通信模块150可以由天线1接收电磁波,并对接收的电磁波进行滤波,放大等处理,传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块150还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大,经天线1转为电磁波辐射出去。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以被设置于处理器110中。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以与处理器110的至少部分模块被设置在同一个器件中。
调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中,调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后,被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器170A,受话器170B等)输出声音信号,或通过显示屏194显示图像或视频。在一些实施例中,调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中,调制解调处理器可以独立于处理器110,与移动通信模块150或其他功能模块设置在同一个器件中。
无线通信模块160可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks,WLAN)(如无线保真(wireless fidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(bluetooth,BT),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS),调频(frequency modulation,FM),近距离无线通信技术(near field communication,NFC),红外技术(infrared,IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块160可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块160经由天线2接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块160还可以从处理器110接收待发送的信号,对其进行调频,放大,经天线2转为电磁波辐射出去。
在一些实施例中,电子设备100的天线1和移动通信模块150耦合,天线2和无线通信模块160耦合,使得电子设备100可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications,GSM),通用分组无线服务(general packet radio service,GPRS),码分多址接入(codedivision multiple access,CDMA),宽带码分多址(wideband code division multipleaccess,WCDMA),时分码分多址(time-division code division multiple access,TD-SCDMA),长期演进(long term evolution,LTE),BT,GNSS,WLAN,NFC,FM,和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(global positioning system,GPS),全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GLONASS),北斗卫星导航系统(beidounavigation satellite system,BDS),准天顶卫星系统(quasi-zenith satellitesystem,QZSS)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems,SBAS)。
电子设备100通过GPU,显示屏194,以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器,连接显示屏194和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算,用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个GPU,其执行程序指令以生成或改变显示信息。
显示屏194用于显示图像,视频等。显示屏194包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display,LCD),有机发光二极管(organic light-emittingdiode,OLED),有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrixorganic light emitting diode的,AMOLED),柔性发光二极管(flex light-emittingdiode,FLED),Miniled,MicroLed,Micro-oLed,量子点发光二极管(quantum dot lightemitting diodes,QLED)等。在一些实施例中,电子设备100可以包括1个或N个显示屏194,N为大于1的正整数。
电子设备100可以通过ISP,摄像头193,视频编解码器,GPU,显示屏194以及应用处理器等实现拍摄功能。
ISP用于处理摄像头193反馈的数据。例如,拍照时,打开快门,光线通过镜头被传递到摄像头感光元件上,光信号转换为电信号,摄像头感光元件将所述电信号传递给ISP处理,转化为肉眼可见的图像。ISP还可以对图像的噪点,亮度,肤色进行算法优化。ISP还可以对拍摄场景的曝光,色温等参数优化。在一些实施例中,ISP可以设置在摄像头193中。
摄像头193用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号,之后将电信号传递给ISP转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB,YUV等格式的图像信号。在一些实施例中,电子设备100可以包括1个或N个摄像头193,N为大于1的正整数。
数字信号处理器用于处理数字信号,除了可以处理数字图像信号,还可以处理其他数字信号。例如,当电子设备100在频点选择时,数字信号处理器用于对频点能量进行傅里叶变换等。
视频编解码器用于对数字视频压缩或解压缩。电子设备100可以支持一种或多种视频编解码器。这样,电子设备100可以播放或录制多种编码格式的视频,例如:动态图像专家组(moving picture experts group,MPEG)1,MPEG2,MPEG3,MPEG4等。
NPU为神经网络(neural-network,NN)计算处理器,通过借鉴生物神经网络结构,例如借鉴人脑神经元之间传递模式,对输入信息快速处理,还可以不断的自学习。通过NPU可以实现电子设备100的智能认知等应用,例如:图像识别,人脸识别,语音识别,文本理解等。
外部存储器接口120可以用于连接外部存储卡,例如Micro SD卡,实现扩展电子设备100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口120与处理器110通信,实现数据存储功能。例如将音乐,视频等文件保存在外部存储卡中。
内部存储器121可以用于存储计算机可执行程序代码,所述可执行程序代码包括指令。内部存储器121可以包括存储程序区和存储数据区。其中,存储程序区可存储操作系统,至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能,图像播放功能等)等。存储数据区可存储电子设备100使用过程中所创建的数据(比如音频数据,电话本等)等。此外,内部存储器121可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件,闪存器件,通用闪存存储器(universal flash storage,UFS)等。处理器110通过运行存储在内部存储器121的指令,和/或存储在设置于处理器中的存储器的指令,执行电子设备100的各种功能应用以及数据处理。
电子设备100可以通过音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放,录音等。
音频模块170用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块170还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中,音频模块170可以设置于处理器110中,或将音频模块170的部分功能模块设置于处理器110中。
扬声器170A,也称“喇叭”,用于将音频电信号转换为声音信号。电子设备100可以通过扬声器170A收听音乐,或收听免提通话。
受话器170B,也称“听筒”,用于将音频电信号转换成声音信号。当电子设备100接听电话或语音信息时,可以通过将受话器170B靠近人耳接听语音。
麦克风170C,也称“话筒”,“传声器”,用于将声音信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时,用户可以通过人嘴靠近麦克风170C发声,将声音信号输入到麦克风170C。电子设备100可以设置至少一个麦克风170C。在另一些实施例中,电子设备100可以设置两个麦克风170C,除了采集声音信号,还可以实现降噪功能。在另一些实施例中,电子设备100还可以设置三个,四个或更多麦克风170C,实现采集声音信号,降噪,还可以识别声音来源,实现定向录音功能等。
耳机接口170D用于连接有线耳机。耳机接口170D可以是USB接口130,也可以是3.5mm的开放移动电子设备平台(open mobile terminal platform,OMTP)标准接口,美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the USA,CTIA)标准接口。
压力传感器180A用于感受压力信号,可以将压力信号转换成电信号。在一些实施例中,压力传感器180A可以设置于显示屏194。压力传感器180A的种类很多,如电阻式压力传感器,电感式压力传感器,电容式压力传感器等。电容式压力传感器可以是包括至少两个具有导电材料的平行板。当有力作用于压力传感器180A,电极之间的电容改变。电子设备100根据电容的变化确定压力的强度。当有触摸操作作用于显示屏194,电子设备100根据压力传感器180A检测所述触摸操作强度。电子设备100也可以根据压力传感器180A的检测信号计算触摸的位置。在一些实施例中,作用于相同触摸位置,但不同触摸操作强度的触摸操作,可以对应不同的操作指令。例如:当有触摸操作强度小于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时,执行查看短消息的指令。当有触摸操作强度大于或等于第一压力阈值的触摸操作作用于短消息应用图标时,执行新建短消息的指令。
陀螺仪传感器180B可以用于确定电子设备100的运动姿态。在一些实施例中,可以通过陀螺仪传感器180B确定电子设备100围绕三个轴(即,x,y和z轴)的角速度。陀螺仪传感器180B可以用于拍摄防抖。示例性的,当按下快门,陀螺仪传感器180B检测电子设备100抖动的角度,根据角度计算出镜头模组需要补偿的距离,让镜头通过反向运动抵消电子设备100的抖动,实现防抖。陀螺仪传感器180B还可以用于导航,体感游戏场景。
气压传感器180C用于测量气压。在一些实施例中,电子设备100通过气压传感器180C测得的气压值计算海拔高度,辅助定位和导航。
磁传感器180D包括霍尔传感器。电子设备100可以利用磁传感器180D检测翻盖皮套的开合。在一些实施例中,当电子设备100是翻盖机时,电子设备100可以根据磁传感器180D检测翻盖的开合。进而根据检测到的皮套的开合状态或翻盖的开合状态,设置翻盖自动解锁等特性。
加速度传感器180E可检测电子设备100在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小。当电子设备100静止时可检测出重力的大小及方向。还可以用于识别电子设备姿态,应用于横竖屏切换,计步器等应用。
距离传感器180F,用于测量距离。电子设备100可以通过红外或激光测量距离。在一些实施例中,拍摄场景,电子设备100可以利用距离传感器180F测距以实现快速对焦。
接近光传感器180G可以包括例如发光二极管(LED)和光检测器,例如光电二极管。发光二极管可以是红外发光二极管。电子设备100通过发光二极管向外发射红外光。电子设备100使用光电二极管检测来自附近物体的红外反射光。当检测到充分的反射光时,可以确定电子设备100附近有物体。当检测到不充分的反射光时,电子设备100可以确定电子设备100附近没有物体。电子设备100可以利用接近光传感器180G检测用户手持电子设备100贴近耳朵通话,以便自动熄灭屏幕达到省电的目的。接近光传感器180G也可用于皮套模式,口袋模式自动解锁与锁屏。
环境光传感器180L用于感知环境光亮度。电子设备100可以根据感知的环境光亮度自适应调节显示屏194亮度。环境光传感器180L也可用于拍照时自动调节白平衡。环境光传感器180L还可以与接近光传感器180G配合,检测电子设备100是否在口袋里,以防误触。
指纹传感器180H用于采集指纹。电子设备100可以利用采集的指纹特性实现指纹解锁,访问应用锁,指纹拍照,指纹接听来电等。
温度传感器180J用于检测温度。在一些实施例中,电子设备100利用温度传感器180J检测的温度,执行温度处理策略。例如,当温度传感器180J上报的温度超过阈值,电子设备100执行降低位于温度传感器180J附近的处理器的性能,以便降低功耗实施热保护。在另一些实施例中,当温度低于另一阈值时,电子设备100对电池142加热,以避免低温导致电子设备100异常关机。在其他一些实施例中,当温度低于又一阈值时,电子设备100对电池142的输出电压执行升压,以避免低温导致的异常关机。
触摸传感器180K,也称“触控器件”。触摸传感器180K可以设置于显示屏194,由触摸传感器180K与显示屏194组成触摸屏,也称“触控屏”。触摸传感器180K用于检测作用于其上或附近的触摸操作。触摸传感器可以将检测到的触摸操作传递给应用处理器,以确定触摸事件类型。可以通过显示屏194提供与触摸操作相关的视觉输出。在另一些实施例中,触摸传感器180K也可以设置于电子设备100的表面,与显示屏194所处的位置不同。
骨传导传感器180M可以获取振动信号。在一些实施例中,骨传导传感器180M可以获取人体声部振动骨块的振动信号。骨传导传感器180M也可以接触人体脉搏,接收血压跳动信号。在一些实施例中,骨传导传感器180M也可以设置于耳机中,结合成骨传导耳机。音频模块170可以基于所述骨传导传感器180M获取的声部振动骨块的振动信号,解析出语音信号,实现语音功能。应用处理器可以基于所述骨传导传感器180M获取的血压跳动信号解析心率信息,实现心率检测功能。
按键190包括开机键,音量键等。按键190可以是机械按键。也可以是触摸式按键。电子设备100可以接收按键输入,产生与电子设备100的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
马达191可以产生振动提示。马达191可以用于来电振动提示,也可以用于触摸振动反馈。例如,作用于不同应用(例如拍照,音频播放等)的触摸操作,可以对应不同的振动反馈效果。作用于显示屏194不同区域的触摸操作,马达191也可对应不同的振动反馈效果。不同的应用场景(例如:时间提醒,接收信息,闹钟,游戏等)也可以对应不同的振动反馈效果。触摸振动反馈效果还可以支持自定义。
指示器192可以是指示灯,可以用于指示充电状态,电量变化,也可以用于指示消息,未接来电,通知等。
SIM卡接口195用于连接SIM卡。SIM卡可以通过插入SIM卡接口195,或从SIM卡接口195拔出,实现和电子设备100的接触和分离。电子设备100可以支持1个或N个SIM卡接口,N为大于1的正整数。SIM卡接口195可以支持Nano SIM卡,Micro SIM卡,SIM卡等。同一个SIM卡接口195可以同时插入多张卡。所述多张卡的类型可以相同,也可以不同。SIM卡接口195也可以兼容不同类型的SIM卡。SIM卡接口195也可以兼容外部存储卡。电子设备100通过SIM卡和网络交互,实现通话以及数据通信等功能。在一些实施例中,电子设备100采用eSIM,即:嵌入式SIM卡。eSIM卡可以嵌在电子设备100中,不能和电子设备100分离。
电子设备100中的马达191的技术参数,对马达模型的建立至关重要,也直接决定马达191的性能。在马达的技术参数中,马达阻尼是较为关键的参数。因此,需要有一种能够实现对马达阻尼的测算的方案。
马达在一次驱动力的作用而发生振动后,由于外界因素或本身固有因素引起其振动幅度逐渐下降,这种导致马达的振动幅度逐渐下降的因素,就可以称之为阻尼。马达的阻尼被分为总阻尼、机械阻尼和电磁阻尼,机械阻尼和电磁阻尼之和就等于总阻尼。
本申请实施例提供了一种马达阻尼的测算系统,如图2a所示,马达阻尼的测算系统包括:
上位机201、数据采集卡202、测试工装203、加速度计204和继电器205;在需要对被测马达206进行阻尼测算时,数据采集卡202分别与上位机201和加速度计204连接,被测马达206设置于测试工装203内,将数据采集卡202和加速度计204分别与被测马达206进行连接,还需要将继电器205连接于数据采集卡202和被测马达206的连接支路上。
需要指出的是,继电器包括常开和常闭两种类型,常开是指默认状态下继电器一直处于断开状态,在收到指令时才会闭合;常闭则是指默认状态下继电器一直处于闭合状态,在收到指令时才断开。本申请实施例中,继电器205属于常闭类型。
数据采集卡202和上位机201能够进行信号交互,上位机201可以下发指令到数据采集卡202,也可以读取数据采集卡202的数据。数据采集卡202是一种能够响应上位机指令,生成控制命令作用于其他设备,并能够从检测设备或者被测单元中自动采集非电量信号或者电量信号的部件。本实施例中,在上位机201的控制下,数据采集卡202可以生成模拟信号和数字信号两种类型的信号,被测马达206受模拟信号的驱动而运行,在需要控制继电器205通断时,数据采集卡202生成数字信号,该数字信号作用于继电器205的控制端口,以控制继电器205开闭。
在图2b和图2c展示的电路简图中,信号可以理解成数据采集卡受上位机控制而发出的模拟信号,其通过被测马达的供电电路提供给被测马达。M指代测试工装的质量,R1指代取样电阻,K指代继电器。在图2b中,继电器K属于常闭状态,继电器K收到指令而断开则由图2c所示。
在被测马达206运行过程中,加速度计204检测其加速度,数据采集卡202可以从加速度计204中获取被测马达206的加速度,上位机201对被测马达206的加速度进行分析和处理,计算被测马达的阻尼。
利用本实施例提供的马达阻尼的测算系统测算被测马达206的总阻尼时,数据采集卡202产生驱动信号,被测马达206按照驱动信号驱动而运行。在驱动信号的截止时刻,驱动信号不再向被测马达206输入,被测马达206处于自由衰减状态。其中,自由衰减状态是指在初始扭矩作用下发生扭转并除去扭矩后,马达的振幅随时间衰减的状态。加速度计204在此刻检测得到的被测马达206的加速度可以用于计算被测马达206的总阻尼。具体的,数据采集卡202获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度,提供于上位机201,上位机201利用处于自由衰减状态的被测马达的加速度,计算被测马达的总阻尼。
由于机械阻尼和电磁阻尼之和为总阻尼,因此,若需要测算机械阻尼,则需要在马达运行时,去掉电磁阻尼的影响。具体的,数据采集卡202生成驱动信号,被测马达206按照驱动信号驱动而运行,在驱动信号的截止时刻,上位机201下发控制指令,数据采集卡202响应控制指令而生成关断信号,继电器205受该关断信号控制而断开,切断了被测马达206供电回路(也称测试回路)。被测马达206供电回路被切断,电磁阻尼则可自然消除,加速度计204对在测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达进行测速,得到的加速度可用于计算得到被测马达的机械阻尼。
具体的,数据采集卡202获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,提供于上位机201,上位机201利用测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,计算被测马达的机械阻尼。
若需要测算被测马达的电磁阻尼,则利用计算得到的总阻尼减去机械阻尼即可。
还需要说明的是,被测马达206在被测试阻尼时,需要安装于测试工装203中,最简单的,测试工装可以是一个具有一定厚度的测试板,被测马达206放置于测试板表面,该测试板的材料没有限制条件,能够保证被测马达206运行时不会在测试板表面滑动即可。测试工装203还可以是一个框型结构的部件,被测马达206装设于其内部,如此可以避免测试过程中外界因素的干扰。可选地,测试工装203内部设置有与被测马达206的构造相适配的马达安装区。并且,由于被测马达种类不同,外部构造不同,因此,测试工装203内部的马达安装区也需要是多样化,以保证与每一种类型的被测马达的外部构造相适配。
可选地,数据采集卡202输出的模拟信号功率小,为了能驱动被测马达,则在数据采集卡202连接被测马达的支路上除了设置继电器205之外,还可以连接取样电阻器207和功率放大器208,同样如图2a所示。还需要说明的是,继电器205、取样电阻器207和功率放大器208的连接位置是可以调整的,只要保证三者属于串联即可。继电器205、取样电阻器207和功率放大器208也可以集成为一个设备。
可选地,加速度计和数据采集卡之间还可以连接信号调理器。若数据采集卡无法直接解析加速度计的检测信号,则需要由信号调理器对加速度计的检测信号进行信号调理,得到能够被数据采集卡解析的信号。可知的,信号解调器可以对加速度计的检测信号进行信号转换、线性化处理、放大和滤波等处理,得到能够被数据采集卡解析的信号。
需要说明的是,图2a展示的上位机201和数据采集卡202的工作可以总结为:上位机201和数据采集卡202配合完成:产生驱动信号驱动被测马达运行,在驱动信号的截止时刻,生成关断信号切断被测马达的测试回路,获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,利用测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,计算被测马达的阻尼。
可选地,还可以配合完成:产生驱动信号驱动被测马达运行,获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度,利用处于自由衰减状态的被测马达的加速度,计算被测马达的总阻尼。
需要指出的是,可以采用一个集成器件如处理器,来统一执行上位机201和数据采集卡202的工作内容。基于此,处理器的功能如下:
产生驱动信号驱动被测马达运行,在驱动信号的截止时刻,生成关断信号切断被测马达的测试回路,获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,利用测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,计算被测马达的机械阻尼。
在一个可能的实现方式中,处理器还可以产生驱动信号驱动被测马达运行,获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度,利用处于自由衰减状态的被测马达的加速度,计算被测马达的总阻尼。
另外,图2a中绘示的继电器,并不是唯一一种能够通断被测马达的测试回路的器件,可以用其他开关来代替,当然比较常用的是光耦继电器。
基于上述实施例介绍的一种处理器的工作过程,本申请实施例还提供了一种马达阻尼的测算方法,如图3a所示,包括步骤:
S301、产生驱动信号驱动被测马达。
按照测试用例来完成被测马达的阻尼测算,测试用例中包括本次测试的多种测试参数,例如驱动信号的持续时间等。并且,若对被测马达的机械阻尼进行测试,由于需要屏蔽掉被测马达的电磁阻尼,测试参数还可以包括关断信号的发生时刻,关断信号的发生时刻要与驱动信号的截止时刻相同。
S302、在驱动信号的截止时刻,生成关断信号切断被测马达的测试回路。
可选地,步骤S202的一种实施方式,包括:
在驱动信号的截止时刻,生成关断信号驱动开关断开以切断被测马达的测试回路;其中,开关接入被测马达的测试回路。
按照测试用例产生驱动信号驱动被测马达持续运行过程中,会不断监测是否达到驱动信号的截止时刻,若达到该时刻,则生成关断信号。
S303、获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度。
可选地,步骤S203的一种实施方式,包括:
获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的目标加速度,目标加速度,由测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度被信号调理处理得到。
S304、利用测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,获得被测马达的阻尼。
利用测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,通过下述转换公式,可以计算出线性马达的振幅。
a(0)为马达的加速度,y0为马达的振幅值,wn为马达的自由振荡角频率,ξ为阻尼系数。
参见图3b,该图展示有从被测马达的测试回路被切断,处于自由衰减状态的起始时刻到被测马达振动停止时刻之间的振幅。在图3b展示的线性马达的振幅和时间关系的展示图中,检测振幅的两个波峰。利用两个波峰的振幅值y1和y2,两个波峰的发生时刻t1和t2,计算被测马达在t1和t2的时间段内的幅度下降的速度,也可以称为被测马达的机械阻尼,被测马达的机械阻尼的计算公式为:Dt=20×log(y1/y2)/(t2-t1)。
还需要说明的是,本实施例中,获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度,也可以是:经过被信号调理后的加速度。
本申请另一实施例提供了一种马达阻尼的测算方法,如图4a所示,包括步骤:
S401、产生驱动信号驱动被测马达。
S402、获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度。
S403、利用处于自由衰减状态的被测马达的加速度,获得计算被测马达的总阻尼。
本实施例的测算方法测算被测马达的总阻尼,测试用例包括驱动被测马达运行的多种参数。
被测马达的测试回路未被切断,利用被测马达的加速度可以计算被测马达的总阻尼。在获取到处于自由衰减状态的被测马达的加速度后,同样通过上述内容提出的转换公式处理处于自由衰减状态的被测马达的加速度,可以得到线性马达的振幅。
参见图4b,该图展示有从被测马达处于自由衰减状态的起始时刻到被测马达振动停止时刻之间的振幅。在图4b展示的线性马达的振幅和时间关系的展示图中,检测振幅的两个波峰。利用两个波峰的振幅值y1和y2,两个波峰的发生时刻t1和t2,计算被测马达的总阻尼:Dm=20×log(y1/y2)/(t2-t1)。
本实施例中,获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度,也可以是:经过被信号调理后的加速度。
本申请实施例还提供了一种马达阻尼的测算装置,如图5所示,包括:
第一生成单元501,用于产生驱动信号驱动被测马达。
第二生成单元502,用于在驱动信号的截止时刻,生成关断信号切断被测马达的测试回路。
在一个可能的实施方式中,第二生成单元502在驱动信号的截止时刻,生成关断信号切断被测马达的测试回路时,用于:在驱动信号的截止时刻,生成关断信号驱动开关断开以切断被测马达的测试回路,开关接入被测马达的测试回路。
获取单元503,用于获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度。
在一个可能的实施方式中,获取单元503获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度时,用于:获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的目标加速度,目标加速度由测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度被信号调理处理得到。
计算单元504,用于利用测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,计算被测马达的阻尼。
本申请上述几个实施例公开的马达阻尼的测算装置中的单元的具体工作过程,可参见对应方法实施例内容。
本申请另一个实施例还提供了一种马达阻尼的测算装置,如图6所示,包括:
生成单元601,用于产生驱动信号驱动被测马达。
获取单元602,用于获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度;
计算单元603,用于利用处于自由衰减状态的被测马达的加速度,计算被测马达的总阻尼。
可选地,获取单元602获取处于自由衰减状态的被测马达的加速度时,用于:
获取处于自由衰减状态的被测马达的目标加速度,目标加速度由处于自由衰减状态的被测马达的加速度被信号调理处理得到。
本申请上述几个实施例公开的马达阻尼的测算装置中的单元的具体工作过程,可参见对应方法实施例内容。
图7为本申请实施例公开的一种电子设备,包括:一个或多个处理器701以及用于存储程序的存储器702。可选的,还可以包括I/O子系统703以及显示屏704。
其中,一个或多个处理器701执行存储器702中程序时,实现上述方法实施例提供马达阻尼的测算方法。
本实施例提供的电子设备中的处理器实现上述方法实施例提供马达阻尼的测算方法时,与马达阻尼的测算系统中的加速度计进行数据交互,完成设置于被测马达的测试工装内的被测马达的阻尼测试。
可选的,显示屏704通过I/O子系统703与处理器701相连,其中,显示屏704可以包括显示面板7041以及触屏面板7042。显示面板7041可以用于显示被测马达的加速度和计算得到的阻尼,触屏面板7042可以用于人机交互。
可选的,I/O子系统703中具体可以包括图1所示的各种控制器。电子设备还可以包括电源、其它输入设备和传感器。
本申请一实施例示出一种可读存储介质,当可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时,使得电子设备能够执行如上述任一实施例中的马达阻尼的测算方法。
可选地,可读存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质,例如,非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
Claims (8)
1.一种马达阻尼的测算方法,应用于马达阻尼的测算系统,所述马达阻尼的测算系统包括处理器,其特征在于,包括:
产生驱动信号驱动被测马达;
在所述驱动信号的截止时刻,生成关断信号切断所述被测马达的测试回路,所述驱动信号的截止时刻,所述被测马达处于自由衰减状态;
获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度;
利用所述测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,获得所述被测马达的阻尼。
2.根据权利要求1所述的马达阻尼的测算方法,其特征在于,所述在所述驱动信号的截止时刻,生成关断信号切断所述被测马达的测试回路,包括:
在所述驱动信号的截止时刻,生成所述关断信号驱动开关断开以切断所述被测马达的测试回路;其中,所述开关接入所述被测马达的测试回路。
3.根据权利要求1所述的马达阻尼的测算方法,其特征在于,所述获取测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度,包括:
获取所述测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的目标加速度,所述目标加速度,由所述测试回路被切断且处于自由衰减状态的被测马达的加速度被信号调理处理得到。
4.一种马达阻尼的测算系统,其特征在于,包括:处理器,用于装设被测马达的测试工装,与所述处理器连接的加速度计,以及设置于所述处理器连接所述被测马达的支路上的开关;其中:
所述加速度计用于检测所述被测马达,得到所述被测马达的加速度;
所述处理器用于执行如权利要求1至3中任意一项所述马达阻尼的测算方法。
5.根据权利要求4所述的马达阻尼的测算系统,其特征在于,所述处理器连接所述被测马达的支路上还设置有取样电阻器和功率放大器。
6.根据权利要求4所述的马达阻尼的测算系统,其特征在于,所述加速度计还连接有信号调理器,所述信号调理器对所述加速度计输出的加速度进行信号调理后提供于所述处理器。
7.根据权利要求4所述的马达阻尼的测算系统,其特征在于,所述开关为光耦继电器。
8.根据权利要求4至7任意一项所述的马达阻尼的测算系统,其特征在于,所述测试工装内部设置有与所述被测马达的构造相适配的马达安装区。
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