CN115622475A - 线性马达的保护方法、终端设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线性马达的保护方法、终端设备及计算机可读存储介质，包括：获取输入目标线性马达内的各驱动电压信号和目标线性马达的各马达参数，并根据各驱动电压信号和各马达参数计算得到目标线性马达内的各振子运动参数预测值；确定各振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值，并确定与各风险贡献值对应的目标压制等级；确定目标压制等级对应的目标驱动电压，并对目标驱动电压进行处理以获取保护驱动电压，向目标线性马达输入保护驱动电压以对目标线性马达进行保护。采用本发明能够实现令终端设备可以在线性马达驱动过程中进行干预保护，从而避免线性马达内的振子在运动过程中碰撞到马达壳体的技术效果。
Description
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保护方法、终端设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着消费电子产业的发展，线性马达(Linear Resonant Actuator，LRA)凭借其振感强烈、丰富、清脆及能耗低等优点，已经广泛被应用于各种需要通过消费电子产品获取振动反馈的场合中，尤其是在AR(AugmentedReality，增强现实)/VR(Virtual Reality，虚拟现实)产品中，线性马达可以通过构造多样化的驱动电压信号，实现非常丰富、真实及强烈的振感反馈。
但是，由于技术人员往往无法准确知道线性马达的具体物理特性和控制算法，从而在构造驱动电压信号时无法确保设计的驱动电压能够令线性马达内振子在移动时始终处于线性马达硬件设计允许的最大位移范围之内，特别是在面对一些存在大震动需求的应用场景下，AR/VR产品往往都是通过增大驱动电压幅值以令线性马达提高震感反馈，如此，就容易出现线性马达内的振子在移动过程中超出线性马达本身硬件限制的位移范围这一情况，而一旦出现上述情况，振子就容易与线性马达的壳体产生机械碰撞，从而降低马达性能、产生振动噪音或影响线性马达的正常震感输出，甚至于直接对线性马达造成损坏，因此，如何避免线性马达内的振子在运动过程中于线性马达的壳体发生碰撞也就成为了行业内亟需解决的问题。
发明内容
本发明实施例通过提供一种线性马达的保护方法、终端设备及计算机可读存储介质，旨在令终端设备可以在线性马达驱动过程中进行干预保护，从而避免线性马达内的振子在运动过程中碰撞到马达壳体，进而实现令线性马达在驱动过程中避免性能下降、振感异常、振动噪音大或马达损坏等问题。
为实现上述目的，本发明提供一种线性马达的保护方法，所述线性马达的保护方法包括以下步骤：
获取输入目标线性马达内的各驱动电压信号和所述目标线性马达的各马达参数，并根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得到所述目标线性马达内的各振子运动参数预测值；
确定各所述振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值，并确定与各所述风险贡献值对应的目标压制等级；
确定所述目标压制等级对应的目标驱动电压，并对所述目标驱动电压进行处理以获取保护驱动电压，向所述目标线性马达输入所述保护驱动电压以对所述目标线性马达进行保护。
进一步地，所述振子运动参数预测值包含目标振子速度预测值、目标振子位移预测值及目标振子能量预测值；
所述根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得到所述目标线性马达内的各振子运动参数预测值的步骤，包括：
根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得所述目标振子速度预测值、初始振子位移预测值及初始振子能量预测值；
根据各所述马达参数对所述初始振子位移预测值进行归一化计算得到所述目标振子位移预测值；
根据各所述马达参数对所述初始振子能量预测值进行归一化计算得到所述目标振子能量预测值。
进一步地，所述根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得所述目标振子速度预测值、初始振子位移预测值及初始振子能量预测值的步骤，包括：
在各所述驱动电压信号中确定处于第n时刻至第n-m时刻内的各历史驱动电压信号，和处于所述第n时刻至第n-m时刻内的各历史振子位移预测值；
基于预设的第一预测值计算公式对各所述历史驱动电压信号和各所述历史振子位移预测值进行计算得到初始振子位移预测值；
基于预设的第二预测值计算公式对各所述历史振子位移预测值进行计算得到所述目标振子速度预测值；
基于预设的第三预测值计算公式对所述初始振子位移预测值、所述目标速度位移值及各所述马达参数进行计算得到初始振子能量预测值。
进一步地，所述风险贡献值包含振子位移风险贡献值和振子能量风险贡献值，所述确定各所述振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值的步骤，包括：
在预设的各第一数值区域中确定所述目标振子位移预测值对应的第一目标数值区域，并基于所述第一目标数值区域对预设的第一映射关系进行筛选以得到所述振子位移风险贡献值；其中，所述第一映射关系为各第一数值区域与各振子位移风险贡献值之间的映射关系；
在预设的各第二数值区域中确定所述目标振子能量预测值对应的第二目标数值区域，并基于所述第二目标数值区域对预设的第二映射关系进行筛选以得到所述振子能量风险贡献值；其中，所述第二映射关系为各第二数值区域与各振子能量风险贡献值之间的映射关系。
进一步地，所述风险贡献值还包含振子速度风险贡献值，所述确定各所述振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值的步骤，还包括：
对所述目标振子速度预测值与所述初始振子位移预测值进行乘和计算得到计算结果；
基于所述计算结果对预设的第三映射关系进行筛选以得到所述振子速度风险贡献值；其中，所述第三映射关系为各计算结果与各振子速度风险贡献值之间的映射关系。
进一步地，所述确定与各所述风险贡献值对应的目标压制等级的步骤，包括：
对各所述风险贡献值进行计算得到目标风险值；
基于预设的第四映射关系确定所述目标风险值对应的目标压制等级；其中，所述第四映射关系为各目标风险值与各压制等级之间的映射关系。
进一步地，所述确定所述目标压制等级对应的目标驱动电压的步骤，包括：
获取预设的第五映射关系；其中，所述第五映射关系为各压制等级与各目标驱动电压之间的映射关系；
基于所述目标压制等级对所述第五映射关系进行筛选以确定与所述目标压制等级对应的目标驱动电压。
进一步地，所述对所述目标驱动电压进行处理以获取保护驱动电压的步骤，包括：
在所述目标驱动电压中确定超出所述目标线性马达对应的带宽范围的目标频率分量；
对所述目标频率分量执行平滑滤波操作以生成保护驱动电压。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括：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保护程序，所述线性马达的保护程序被所述处理器执行时实现如上述的线性马达的保护方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明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上存储有线性马达的保护程序，所述线性马达的保护程序被处理器执行时实现如上述的线性马达的保护方法的步骤。
本发明实施例提供的线性马达的保护方法、终端设备及计算机可读存储介质，通过获取输入目标线性马达内的各驱动电压信号和所述目标线性马达的各马达参数，并根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得到所述目标线性马达内的各振子运动参数预测值；确定各所述振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值，并确定与各所述风险贡献值对应的目标压制等级；确定所述目标压制等级对应的目标驱动电压，并对所述目标驱动电压进行处理以获取保护驱动电压，向所述目标线性马达输入所述保护驱动电压以对所述目标线性马达进行保护。
在本实施例中，终端设备在运行时，首先获取输入目标线性马达内的各驱动电压信号，同时，该终端设备读取目标线性马达内的存储装置以获取目标线性马达的各马达参数，该终端设备进而将获取的各驱动电压信号和各马达参数输入至终端设备内配置的数据处理装置，由该数据处理装置根据各驱动电压信号和各马达参数计算得到该目标线性马达内的各振子运动参数预测值，之后，该数据处理装置确定各振子运动参数各自对应的风险贡献值，进而在预设的各压制等级中确定与各风险贡献值对应的目标压制等级，再之后，该数据处理装置在预设的各驱动电压中确定与该目标压制等级对应的目标驱动电压，并将该目标驱动电压上传至终端设备，由该终端设备调用该终端设备内配置的低通滤波装置对该目标驱动电压进行处理以获取对应的保护驱动电压，该终端设备进而通过内置的信号放大装置放大该保护驱动电压，并将该保护驱动电压输入至目标线性马达以对目标线性马达进行保护。
如此，本发明采用根据输入线性马达内的各驱动电压信号和线性马达的各马达参数计算得到各振子运动参数预测值，进而确定各振子运动参数预测值对应的目标风险值，并根据目标风险值确定保护驱动电压的方式，即，本发明采用计算得到各振子运动参数预测值，并通过各振子运动参数预测值确定目标风险值的方式解决了在马达驱动过程中无法确定振子是否容易与壳体发生碰撞的问题，进而根据目标风险值的不同确定不同的保护驱动电压，并通过将保护驱动电压信号进行放大输出从而反向驱动振子的方式，避免了振子在移动过程中容易与马达壳体发生碰撞这一情况，从而实现了令终端设备可以在线性马达驱动过程中进行干预保护，从而避免线性马达内的振子在运动过程中碰撞到马达壳体的技术效果，进而实现了令线性马达在驱动过程中避免性能下降、振感异常、振动噪音大或马达损坏等问题。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端设备的结构示意图；
图2为本发明线性马达的保护方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明线性马达的保护方法优选实施例的流程示意图；
图4为本发明线性马达的保护方法一实施例涉及的目标振子能量预测值与振子能量风险贡献值波形对比图；
图5为本发明线性马达的保护方法一实施例涉及的目标振子位移预测值与振子位移风险贡献值波形对比图；
图6为本发明线性马达的保护方法一实施例涉及的目标振子速度-位移预测值与振子速度贡献值波形对比图；
图7为本发明线性马达的保护方法一实施例涉及的目标风险值与压制等级波形对比图；
图8为本发明线性马达的保护方法一实施例涉及的驱动电压波形对比图；
图9为本发明线性马达的保护方法一实施例涉及的位移变化波形对比图。
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。
请参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端设备结构示意图。
需要说明的是，图1即可为终端设备的硬件运行环境的结构示意图。本发明实施例终端设备可以是执行本发明线性马达的保护方法的设备，该终端设备具体可以是移动终端、数据存储控制终端、PC或者便携计算机等终端。
如图1所示，该终端设备可以包括：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1中示出的结构并不构成对终端设备的限定，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1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保护程序。
在图1所示的终端设备中，网络接口1004主要用于与其他设备进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明终端设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在终端设备中，所述终端设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的线性马达的保护程序，并执行本发明实施例提供的线性马达的保护方法。
基于上述的终端设备，提供本发明线性马达的保护方法的各个实施例。
请参照图2，图2为本发明线性马达的保护方法第一实施例的流程示意图。
应当理解的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，本发明线性马达的保护方法当然也可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在本实施例中，本发明线性马达的保护方法，可以包括以下步骤：
步骤S10：获取输入目标线性马达内的各驱动电压信号和所述目标线性马达的各马达参数，并根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得到所述目标线性马达内的各振子运动参数预测值；
需要说明的是，驱动电压信号与目标线性马达相连的AR或VR等终端设备根据实际应用场景产生的宽频信号，或是AR/VR等终端设备对游戏应用实际输出的音效进行处理后产生的宽频信号；同样的，马达参数可以由马达本身的各硬件涉及参数和马达内包含的振子对应的各参数指标组成，可以理解的是，各马达参数可以由技术人员在终端设备出厂之前就存储在终端设备或目标线性马达中，以供终端设备在需要时直接读取存储装置以获取，当然，马达参数的设置方式和存储方式有很多，本发明对此不做限制。
在本实施例中，终端设备在运行时，首先获取输入目标线性马达内的各驱动电压信号，同时，该终端设备读取目标线性马达内的存储装置以获取目标线性马达的各马达参数，该终端设备进而将获取的各驱动电压信号和各马达参数输入至终端设备内配置的数据处理装置，由该数据处理装置根据各驱动电压信号和各马达参数计算得到该目标线性马达内的各振子运动参数预测值。
示例性地，例如，终端设备在运行时，首先获取与终端设备相连的VR设备发出的各驱动电压信号u1(t)，同时，该终端设备读取目标线性马达的存储装置以获取技术人员预先存储的各马达参数，并在各马达参数中确定该目标线性马达的带宽范围[faL，faH]、马达内的振子质量m、磁场强度B1、弹簧劲度系数k、阻尼系数r、线圈直流电阻Re、振子最大位移阈值xhmax及终端设备的最大输出电压umax，该终端设备进而将获取的各驱动电压信号u1(t)、带宽范围[faL，faH]、马达内的振子质量m、磁场强度B1、弹簧劲度系数k、阻尼系数r、线圈直流电阻Re、振子最大位移阈值xhmax及终端设备的最大输出电压umax输入至该终端设备内配置的数据处理装置，由该数据处理装置基于各驱动电压信号u1(t)和各马达参数计算得到目标线性马达内的振子在运动时的各振子运动参数预测值。
进一步地，在一种可行的实施例中，振子运动参数预测值包含目标振子速度预测值、目标振子位移预测值及目标振子能量预测值，上述步骤S10中“根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得到所述目标线性马达内的各振子运动参数预测值”的步骤，具体可以包括：
步骤S101：根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得所述目标振子速度预测值、初始振子位移预测值及初始振子能量预测值；
步骤S102：根据各所述马达参数对所述初始振子位移预测值进行归一化计算得到所述目标振子位移预测值；
步骤S103：根据各所述马达参数对所述初始振子能量预测值进行归一化计算得到所述目标振子能量预测值；
示例性地，例如，数据处理装置在获取上述驱动电压信号u1(t)、带宽范围[faL，faH]、马达内的振子质量m、磁场强度B1、弹簧劲度系数k、阻尼系数r、线圈直流电阻Re、振子最大位移阈值xhmax及终端设备的最大输出电压umax之后，首先基于预设的能量计算公式：
对该振子最大位移阈值xhmax和该弹簧劲度系数k计算得到系统最大能量值Emax，之后，该数据处理装置基于该驱动电压信号u1(t)和各马达参数计算得到目标振子速度预测值v1(n)、初始振子位移预测值x1(n)及初始振子能量预测值E1(n)，再之后，该数据处理装置将获取的初始振子位移预测值x1(n)和振子最大位移阈值xhmax带入至技术人员预设的第一归一化计算公式：
以对该始振子位移预测值x1(n)进行归一化计算得到目标振子位移预测值x1_1FS(n)；同样的，该数据处理装置将获取的初始振子能量预测值E1(n)和最大能量值Emax带入至技术人员预设的第二归一化计算公式：
以对该初始振子能量预测值E1(n)进行归一化计算从而得到目标振子能量预测值E1_1FS；
进一步地，在一种可行的实施例中，上述步骤S101，具体可以包括：
步骤S1011：在各所述驱动电压信号中确定处于第n时刻至第n-m时刻内的各历史驱动电压信号，和处于所述第n时刻至第n-m时刻内的各历史振子位移预测值；
在本实施例中，终端设备在获取各上述驱动电压信号之后，首先在各该驱动电压信号中确定处于当前的第n时刻，和处于与该第n时刻前m个时刻内的各历史驱动电压信号，并确定与各该历史驱动电压信号各自对应的历史振子位移预测值。
步骤S1012：基于预设的第一预测值计算公式对各所述历史驱动电压信号和各所述历史振子位移预测值进行计算得到初始振子位移预测值；
在本实施例中，终端设备将获取的各历史驱动电压信号和各历史振子位移预测值输入至上述数据处理装置，由该数据处理装置基于内部预设的第一预测值计算公式对各该历史驱动电压信号和各该历史振子位移预测值进行计算得到初始振子位移预测值。
步骤S1013：基于预设的第二预测值计算公式对各所述历史振子位移预测值进行计算得到所述目标振子速度预测值；
在本实施例中，终端设备将获取的各上述历史振子位移预测值输入至上述数据处理装置，由该数据处理装置基于内部预设的第二预测值计算公式对各该历史振子位移预测值进行计算得到目标振子速度预测值。
步骤S1014：基于预设的第三预测值计算公式对所述初始振子位移预测值、所述目标速度位移值及各所述马达参数进行计算得到初始振子能量预测值；
在本实施例中，终端设备将获取的上述初始振子位移预测值、上述目标振子速度预测值及各上述马达参数输入至上述数据处理装置，由该数据处理装置基于内部预设的第三预测值计算公式对初始振子位移预测值、目标振子速度预测值及各马达参数进行计算得到初始振子能量预测值。
示例性地，例如，终端设备在获取输入目标线性马达内的各上述驱动电压信号u1(t)之后，首先在各该驱动电压信号u1(t)中确定处于当前第n时刻、第n-1时刻及n-2时刻内各历史驱动电压信号u1(t)各自对应的电压值u，和在第n-1时刻和第n-2时刻与各历史驱动电压信号各自对应的历史振子位移预测值x1(n-1)、x1(n-2)，之后，该终端设备将获取的各历史驱动电压信号和各历史振子位移预测值输入至上述数据处理装置，由该数据处理装置基于技术人员预设的第一预测值计算公式：
对各历史驱动电压信号和各历史振子位移预测进行计算从而得到当前第n时刻的初始振子位移预测值x1(n)；
同样的，该数据处理装置在获取上述初始振子位移预测值x1(n)之后，将该初始振子位移预测值x1(n)和第n-1时刻下的历史振子位移预测值x1(n-1)带入之技术人员预设的第二预测值计算公式：
从而得到在第n时刻下的目标振子速度预测值v1(n)；
同样的，该数据处理装置进而将第n时刻的初始振子位移预测值x1(n)、目标振子速度预测值v1(n)、上述马达振子质量数值m及上述弹簧劲度系数k带入至技术人员预设的第三预测值计算公式：
进行计算得到在第n时刻下的初始振子能量预测值E1(n)。
需要说明的是，在本实施例中，上述第一预测值计算公式中
a1＝(2ωc 2T2-8)，
b0＝KT2，b1＝2KT2，b2＝KT2，
T为信号处理的采样周期。
步骤S20：确定各所述振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值，并确定与各所述风险贡献值对应的目标压制等级；
在本实施例中，数据处理装置确定各振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值，进而在预设的各压制等级中确定与各风险贡献值对应的目标压制等级。
示例性地，例如，终端设备在获取上述目标振子位移预测值x1_1FS(n)、目标振子能量预测值E1_1FS、振子速度预测值v1(n)之后，确定各振子运动参数预测值各自对应的数值区间，进而根据各数值区间确定各振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值，之后，该数据处理装置确定与各该风险贡献值对应的目标压制等级c。
进一步地，在一种可行的实施例中，风险贡献值包含振子位移风险贡献值和振子能量风险贡献值，上述步骤S20中“确定各所述振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值”的步骤，具体可以包括：
步骤S201：在预设的各第一数值区域中确定所述目标振子位移预测值对应的第一目标数值区域，并基于所述第一目标数值区域对预设的第一映射关系进行筛选以得到所述振子位移风险贡献值；其中，所述第一映射关系为各第一数值区域与各振子位移风险贡献值之间的映射关系；
在本实施例中，数据处理装置在终端设备中获取各第一数值区域，并将获取的上述目标振子位移预测值与各第一数值区域分别进行比对，以在各第一数值区域中确定与该目标振子位移预测值对应的目标第一数值区域，之后，该数据处理装置基于技术人员预设的各第一数值区域与各振子位移风险贡献值之间的第一映射关系确定该目标第一数值区域对应的振子位移风险贡献值。
步骤S202：在预设的各第二数值区域中确定所述目标振子能量预测值对应的第二目标数值区域，并基于所述第二目标数值区域对预设的第二映射关系进行筛选以得到所述振子能量风险贡献值；其中，所述第二映射关系为各第二数值区域与各振子能量风险贡献值之间的映射关系；
在本实施例中，数据处理装置在终端设备中获取各第二数值区域，并将获取的上述目标振子能量预测值与各第二数值区域分别进行比对，以在各第二数值区域中确定与该目标振子能量预测值对应的目标第二数值区域，之后，该数据处理装置基于技术人员预设的各数值区域与各振子能量风险贡献值之间的第二映射关系确定该目标第二第一数值区域对应的振子能量风险贡献值。
示例性地，例如，数据处理装置首先在终端设备中获取第一数值区域|x1_1FS|∈[0,0.8]、|x1_1FS|∈(0.8,0.9]、|x1_1FS|∈(0.9，1]及|x1_1FS|∈(1，+∞]，并将获取的上述目标振子位移预测值x1_1FS(n)分别与各第一数值区域进行比对，以确定在各第一数值区域中确定与该目标振子位移预测值对应的目标数值区域，之后，该数据处理装置基于技术人员预设的各第一数值区域与各振子位移风险贡献值之间的第一映射关系：
计算得到该目标第一数值区域对应的振子位移风险贡献值Cx，该数据处理装置进而根据该目标振子位移预测值x1_1FS(n)与该振子位移风险贡献值Cx生成如图5所示的目标振子位移预测值与振子位移风险贡献值波形对比图；
同样的，数据处理装置首先在终端设备中获取第二数值区域E1_1FS∈[0,1]、E1_1FS∈(1,2]、E1_1FS∈(2,3]及E1_1FS∈(3,4]，并将获取的上述目标振子能量预测值E1_1FS分别与各第二数值区域进行比对从而在各第二数值区域中确定与该目标振子能量预测值E1_1FS对应的目标第二数值区域，之后，该数据处理装置基于技术人员预设的各第二数值区域与各振子能量风险贡献值之间的第二映射关系：
计算得到该目标第二数值区域对应的振子能量风险贡献值CE，该数据处理装置进而根据该目标振子能量预测值E1_1FS与该振子能量风险贡献值CE生成如图4所示的目标振子位移预测值与振子位移风险贡献值波形对比图。
需要说明的是，在本实施例中，各上述第一数值区间和各上述第二数值区间的选取范围可以由技术人员根据实际需求进行调整，本发明对此不做限制；同样的，上述第一映射关系和第二映射关系主要为令终端设备可以根据上述目标振子位移预测值和目标振子能量预测值确定振子在移动过程中与目标线性马达壳体发生碰撞的风险程度，因此，该第一映射关系和该第二映射关系的具体设置范围也可以由技术人员根据目标线性马达的硬件参数或指标进行修改，本发明对此同样不做限制。
进一步地，在一种可行的实施例中，风险贡献值还包含振子速度风险贡献值，上述步骤S20中“确定各所述振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值”的步骤，还可以包括：
步骤S203：对所述目标振子速度预测值与所述初始振子位移预测值进行乘和计算得到计算结果；
步骤S204：基于所述计算结果对预设的第三映射关系进行筛选以得到所述振子速度风险贡献值；其中，所述第三映射关系为各计算结果与各振子速度风险贡献值之间的映射关系；
示例性地，例如，数据处理装置对获取的上述第n时刻的目标振子速度预测值v1(n)与该第n时刻的初始振子位移预测值x1(n)进行乘和计算得到计算结果x1·v1，同时，该数据处理装置在终端设备中获取各计算结果与各振子速度风险贡献值之间的第三映射关系：
之后，该数据处理装置确定该计算结果x1·v1是否大于0，当该计算结果x1·v1大于0时，该数据处理装置确定该目标振子速度预测值v1(n)与该初始振子位移预测值x1(n)之间为同号关系，该数据处理装置进而基于该第三映射关系确定该振子速度风险贡献值Cv＝0，同样的，当该计算结果x1·v1小于或等于0时，该数据处理装置确定该目标振子速度预测值v1(n)与该初始振子位移预测值x1(n)之间为异号关系，该数据处理装置进而基于该第三映射关系确定该振子速度风险贡献值Cv＝-1，该数据处理装置进而基于上述目标振子位移预测值x1_1FS(n)、该目标振子速度预测值v1(n)及该该振子速度风险贡献值Cv生成如图6所示的目标振子速度-位移预测值与振子速度贡献值波形对比图。
需要说明的是，在另一实施例中，第三映射关系也可有计算结果对应的各具体数值与各振子速度风险贡献值之间的映射关系构成，可以理解的是，在本实施例中，第三映射关系中各计算结果各自对应的振子速度风险贡献值可以由技术人员根据实际应用场景修改，本发明对此不做限制。
进一步地，在一种可行的实施例中，上述步骤S20中“确定与各所述风险贡献值对应的目标压制等级”的步骤，具体可以包括：
步骤S206：对各所述风险贡献值进行计算得到目标风险值；
在本实施例中，数据处理装置获取预设的风险值计算公式，并基于该风险值计算公式对获取的上述振子位移风险贡献值、上述振子能量风险贡献值及上述振子速度风险贡献值进行计算从而得到与各风险贡献值对应的目标风险值。
步骤S207：基于预设的第四映射关系确定所述目标风险值对应的目标压制等级；其中，所述第四映射关系为各目标风险值与各压制等级之间的映射关系；
在本实施例中，数据处理装置在终端设备中获取技术人员预设各目标风险值与各压制等级之间的第四映射关系，并基于该第四映射关系确定在各压制等级中确定与该目标风险值对应的目标压制等级。
示例性地，例如，数据处理装置首先在终端设备中获取技术人员预设的风险值计算公式：ca＝cE+cx+cv和各目标风险值与各压制等级之间的第四映射关系：
之后，该数据处理装置将获取的上述振子位移风险贡献值Cx、上述振子能量风险贡献值CE及上述振子速度风险贡献值Cv带入该风险值计算公式从而得到与各风险贡献值对应的目标风险值Ca，再之后，该数据处理装置基于该第四映射关系确定该目标风险值Ca对应的目标压制等级c，该数据处理装置进而基于该目标风险值Ca与该目标压制等级c生成如图7所示的目标风险值与压制等级波形对比图。
步骤S30：确定所述目标压制等级对应的目标驱动电压，并对所述目标驱动电压进行处理以获取保护驱动电压，向所述目标线性马达输入所述保护驱动电压以对所述目标线性马达进行保护；
在本实施例中，数据处理装置在预设的各驱动电压中确定与该目标压制等级对应的目标驱动电压，并将该目标驱动电压上传至终端设备，由该终端设备调用该终端设备内配置的低通滤波装置对该目标驱动电压进行处理以获取对应的保护驱动电压，该终端设备进而通过内置的信号放大装置放大该保护驱动电压，并将该保护驱动电压输入至目标线性马达以对目标线性马达进行保护。
示例性地，例如，数据处理装置在确定上述目标压制等级c之后，在终端设备中获取技术人员预设的各驱动电压值，并在各该驱动电压值中确定与该目标压制等级c对应的目标驱动电压u1a(n)，之后，该数据处理装置将该目标驱动电压u1a(n)上传至终端设备，由该终端设备调用上述低通滤波装置，并按照该低通滤波装置的截止频率fLP对该目标驱动电压u1a(n)进行滤波操作从而得到保护驱动电压u2(n)，再之后，终端设备通过上述信号放大装置对该目标驱动电压u2(n)进行功率放大，从而令马达振子在移动过程中产生反向位移以保护目标线性马达。
需要说明的是，在本实施例中，信号放大装置具体是对输入信号进行功率匹配的放大器，具体可以是常见A类，B类，AB类，或者D类驱动器，可以理解的是，该输入信号可以为模拟信号，也可以为数字信号。
进一步地，在一种可行的实施例中，上述步骤S30中“确定所述目标压制等级对应的目标驱动电压”的步骤，具体可以包括：
步骤S301：获取预设的第五映射关系；其中，所述第五映射关系为各压制等级与各目标驱动电压之间的映射关系；
步骤S302：基于所述目标压制等级对所述第五映射关系进行筛选以确定与所述目标压制等级对应的目标驱动电压；
示例性地，例如，数据处理装置在终端设备中获取各压制等级与各目标驱动电压之间的第五映射关系：
之后，该数据处理装置基于获取上述目标压制等级c对该第五映射关系进行筛选，以在该第五映射关系中确定与该目标压制等级对应的目标驱动电压u1a(n)。
需要说明的是，在本实施例中，上述第五映射关系中sign(v1)表示对v1取符号，即，若v1＞0，则sign(v1)＝1；同样的，若v1＜0，则sign(v1)＝-1；同样的，若v1＝0，则sign(v1)＝0。
进一步地，在一种可行的实施例中，上述步骤S30中“对所述目标驱动电压进行处理以获取保护驱动电压”的步骤，具体可以包括：
步骤S303：在所述目标驱动电压中确定超出所述目标线性马达对应的带宽范围的目标频率分量；
在本实施例中，终端设备调用上述低通滤波装置确定上述目标驱动电压内超出上述马达参数内马达带宽范围的各目标频率分量。
步骤S304：对所述目标频率分量执行平滑滤波操作以生成保护驱动电压。
在本实施例中，低通滤波装置对各上述目标频率分量执行平滑滤波操作，从而令各目标频率分量处于上述线性马达的带宽范围内。
示例性地，例如，终端设备调用上述低通滤波装置在上述目标驱动电压u1a(n)中确定超出上述马达参数内带宽频率上线faH的各目标频率分量，并通过该平滑滤波操作对各该目标频率分量执行平滑滤波操作，从而令各该目标频率分量处于该带宽频率上限faH之内。
可以理解的是，在本实施例中，为了保证上述低通滤波装置的平滑滤波操作可以完全对上述保护驱动电压u1a(n)进行平滑滤波操作，可以设置该低通滤波装置的截至频率fLP在上述线性马达的带宽频率上限faH之上，例如，该fLP＝2faH，当然，该截止频率的具体设置方法和设置范围有很多，本发明对此不做限制。
此外，请参照图8，图8为本发明线性马达的保护方法一实施例涉及的驱动电压波形对比图；需要说明的是，在图8中，上方的图像为在通过本发明线性马达的保护方法输出上述保护电压之前，目标线性马达在各时段时驱动电压对应的电压波形，同样的，图8中下方的图像为在通过本发明线性马达的保护方法输出保护电压之后，该目标线性马达在各时段时驱动电压对应的电压波形，可以明显的看出，当通过本发明线性马达的保护方法输出保护电压时，在t＝0.13至t＝0.18区间内会产生明显的反向电压信号；
此外，请参照图9，图9为本发明线性马达的保护方法一实施例涉及的位移变化波形对比图，可以理解的是，在通过本发明线性马达的保护方法输出上述保护电压之后，如图9所示，在t＝0.13至t＝0.18区间内目标线性马达内的振子超出-1和1的部分将回归至-1至1区间内。
在本实施例中，终端设备在运行时，首先获取输入目标线性马达内的各驱动电压信号，同时，该终端设备读取目标线性马达内的存储装置以获取目标线性马达的各马达参数，该终端设备进而将获取的各驱动电压信号和各马达参数输入至终端设备内配置的数据处理装置，由该数据处理装置根据各驱动电压信号和各马达参数计算得到该目标线性马达内的各振子运动参数预测值，之后，该数据处理装置确定各振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值，进而在预设的各压制等级中确定与各风险贡献值对应的目标压制等级，再之后，该数据处理装置在预设的各驱动电压中确定与该目标压制等级对应的目标驱动电压，并将该目标驱动电压上传至终端设备，由该终端设备调用该终端设备内配置的低通滤波装置对该目标驱动电压进行处理以获取对应的保护驱动电压，该终端设备进而通过内置的信号放大装置放大该保护驱动电压，并将该保护驱动电压输入至目标线性马达以对目标线性马达进行保护。
如此，本发明采用根据输入线性马达内的各驱动电压信号和线性马达的各马达参数计算得到各振子运动参数预测值，进而确定各振子运动参数预测值对应的目标风险值，并根据目标风险值确定保护驱动电压的方式，即，本发明采用计算得到各振子运动参数预测值，并通过各振子运动参数预测值确定目标风险值的方式解决了在马达驱动过程中无法确定振子是否容易与壳体发生碰撞的问题，进而根据目标风险值的不同确定不同的保护驱动电压，并通过将保护驱动电压信号进行放大输出从而反向驱动振子的方式，避免了振子在移动过程中容易与马达壳体发生碰撞这一情况，从而实现了令终端设备可以在线性马达驱动过程中进行干预保护，从而避免线性马达内的振子在运动过程中碰撞到马达壳体的技术效果，进而实现了令线性马达在驱动过程中避免性能下降、振感异常、振动噪音大或马达损坏等问题。
进一步地，基于上述本发明线性马达的保护方法的第一实施例，在此提出本发明线性马达的保护方法的优选实施例。
请参照图3，图3为本发明线性马达的保护方法优选实施例的流程示意图。
在本实施例中，与终端设备相连的VR/AR设备首先输入预设的驱动电压信号至终端设备内，之后，该终端设备通过内部配置的数据处理器逐点计算驱动电压对应的目标振子位移预测值、目标振子速度预测值及目标振子能预测值，进而确定该目标振子位移预测值、该目标振子速度预测值及该目标振子能预测值各自对应的目标风险贡献值，从而根据各该目标风险贡献值确定位移超风险贡献值，再之后，该终端设备基于技术人员预设的上述第四映射关系：
确定该位移超风险贡献值对应的位移压制等级，并基于上述第五映射关系：
确定该位移压制等级对应的驱动保护电压，最后，该终端设备调用上述低通滤波装置对该驱动保护电压进行平滑滤波操作，并通过内部的放大装置对完成平滑滤波操作后的驱动保护电压进行放大与驱动操作以保护目标线性马达。
此外，本发明还提供一种终端设备，该终端设备上有可在处理器上运行的线性马达的保护方法，所述终端设备执行所述线性马达的保护方法时实现如以上任一项实施例所述的线性马达的保护方法的步骤。
本发明终端设备的具体实施例与上述线性马达的保护方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有线性马达的保护方法，所述线性马达的保护方法被处理器执行时实现如以上任一项实施例所述的线性马达的保护方法的步骤。
本发计算机可读存储介质的具体实施例与上述线性马达的保护方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是执行本发明线性马达的保护方法的设备，该终端设备具体可以是移动终端、数据存储控制终端、PC或者便携计算机等终端)执行本发明各个实施例所述的方法。
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)
1.一种线性马达的保护方法，其特征在于，所述线性马达的保护方法包括以下步骤：
获取输入目标线性马达内的各驱动电压信号和所述目标线性马达的各马达参数，并根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得到所述目标线性马达内的各振子运动参数预测值；
确定各所述振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值，并确定与各所述风险贡献值对应的目标压制等级；
确定所述目标压制等级对应的目标驱动电压，并对所述目标驱动电压进行处理以获取保护驱动电压，向所述目标线性马达输入所述保护驱动电压以对所述目标线性马达进行保护。
2.如权利要求1所述的线性马达的保护方法，其特征在于，所述振子运动参数预测值包含目标振子速度预测值、目标振子位移预测值及目标振子能量预测值；
所述根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得到所述目标线性马达内的各振子运动参数预测值的步骤，包括：
根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得所述目标振子速度预测值、初始振子位移预测值及初始振子能量预测值；
根据各所述马达参数对所述初始振子位移预测值进行归一化计算得到所述目标振子位移预测值；
根据各所述马达参数对所述初始振子能量预测值进行归一化计算得到所述目标振子能量预测值。
3.如权利要求2所述的线性马达的保护方法，其特征在于，所述根据各所述驱动电压信号和各所述马达参数计算得所述目标振子速度预测值、初始振子位移预测值及初始振子能量预测值的步骤，包括：
在各所述驱动电压信号中确定处于第n时刻至第n-m时刻内的各历史驱动电压信号，和处于所述第n时刻至第n-m时刻内的各历史振子位移预测值；
基于预设的第一预测值计算公式对各所述历史驱动电压信号和各所述历史振子位移预测值进行计算得到初始振子位移预测值；
基于预设的第二预测值计算公式对各所述历史振子位移预测值进行计算得到所述目标振子速度预测值；
基于预设的第三预测值计算公式对所述初始振子位移预测值、所述目标速度位移值及各所述马达参数进行计算得到初始振子能量预测值。
4.如权利要求3所述的线性马达的保护方法，其特征在于，所述风险贡献值包含振子位移风险贡献值和振子能量风险贡献值，所述确定各所述振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值的步骤，包括：
在预设的各第一数值区域中确定所述目标振子位移预测值对应的第一目标数值区域，并基于所述第一目标数值区域对预设的第一映射关系进行筛选以得到所述振子位移风险贡献值；其中，所述第一映射关系为各第一数值区域与各振子位移风险贡献值之间的映射关系；
在预设的各第二数值区域中确定所述目标振子能量预测值对应的第二目标数值区域，并基于所述第二目标数值区域对预设的第二映射关系进行筛选以得到所述振子能量风险贡献值；其中，所述第二映射关系为各第二数值区域与各振子能量风险贡献值之间的映射关系。
5.如权利要求4所述的线性马达的保护方法，其特征在于，所述风险贡献值还包含振子速度风险贡献值，所述确定各所述振子运动参数预测值各自对应的风险贡献值的步骤，还包括：
对所述目标振子速度预测值与所述初始振子位移预测值进行乘和计算得到计算结果；
基于所述计算结果对预设的第三映射关系进行筛选以得到所述振子速度风险贡献值；其中，所述第三映射关系为各计算结果与各振子速度风险贡献值之间的映射关系。
6.如权利要求1所述的线性马达的保护方法，其特征在于，所述确定与各所述风险贡献值对应的目标压制等级的步骤，包括：
对各所述风险贡献值进行计算得到目标风险值；
基于预设的第四映射关系确定所述目标风险值对应的目标压制等级；其中，所述第四映射关系为各目标风险值与各压制等级之间的映射关系。
7.如权利要求1所述的线性马达的保护方法，其特征在于，所述确定所述目标压制等级对应的目标驱动电压的步骤，包括：
获取预设的第五映射关系；其中，所述第五映射关系为各压制等级与各目标驱动电压之间的映射关系；
基于所述目标压制等级对所述第五映射关系进行筛选以确定与所述目标压制等级对应的目标驱动电压。
8.如权利要求1所述的线性马达的保护方法，其特征在于，所述对所述目标驱动电压进行处理以获取保护驱动电压的步骤，包括：
在所述目标驱动电压中确定超出所述目标线性马达对应的带宽范围的目标频率分量；
对所述目标频率分量执行平滑滤波操作以生成保护驱动电压。
9.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：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保护程序，所述线性马达的保护程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的线性马达的保护方法的步骤。
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保护程序，所述线性马达的保护程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的线性马达的保护方法的步骤。
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| CN117478025A (zh) * | 2023-12-28 | 2024-01-30 | 江苏慕林智造科技股份有限公司 | 推杆电机带载电流值安全行程控制方法及控制系统 |
| CN117478025B (zh) * | 2023-12-28 | 2024-03-08 | 江苏慕林智造科技股份有限公司 | 推杆电机带载电流值安全行程控制方法及控制系统 |
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