触控振动器的模型参数值求解方法及触控振动器与流程

本发明实施例涉及电子设备
技术领域：
，特别涉及一种触控振动器的模型参数值求解方法及触控振动器。
背景技术：
：随着电子技术的发展，便携式消费性电子产品越来越受人们的追捧，如手机、掌上游戏机、导航装置或掌上多媒体娱乐设备等，一般都会用到触控振动器来做系统反馈，而在众多的触控振动器中，马达的应用最为广泛，比如手机的来电提示、信息提示、导航提示、游戏机的振动反馈等。而为了控制线性马达的振动，则必须知晓马达系统自身的情况。对于马达系统而言，相同运动模式，运动的响应方式是一样的，即系统形式是一样的，但不同个体之间的区别在于系统模型中参数值的不同。而求得这些参数的及时性与准确性则至关重要。本发明的发明人发现现有技术中通常直接将生产前的设计值作为触控振动器的模型参数值，然而，在生产的过程中，由于误差的存在，触控振动器的模型参数值往往与设计值之间存在一定的误差，或者设计值本身就仅是一定的变化范围，而无法准确的得到触控振动器的模型参数值。技术实现要素：本发明实施方式的目的在于提供一种触控振动器的模型参数值求解方法及触控振动器，使得可以更为准确的获得触控振动器的模型参数值。为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种触控振动器的模型参数值求解方法，包括以下步骤：根据实际测量的触控振动器两端的电压值与电流值，得到触控振动器的第一阻抗曲线；根据触控振动器的预设模型参数值选定初始模型参数值，根据初始模型参数值和触控振动器的阻抗曲线模型，计算得到触控振动器的第二阻抗曲线；若所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的相似度小于预设门限，则调整所述初始模型参数值，直至所述第一阻抗曲线和所述第二阻抗曲线的相似度不小于所述预设门限，将此时的所述初始模型参数值作为所述触控振动器的模型参数值。。本发明的实施方式还提供了一种触控振动器，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述触控振动器的模型参数值求解方法。本发明实施方式相对于现有技术而言，对实际测量得到的第一阻抗曲线作为拟合目标，以根据初始模型参数值计算得到的第二阻抗曲线和第一阻抗曲线的相似度为判断条件，通过不断调整初始模型参数值，以不断地获取新的第二阻抗曲线，直至第二阻抗曲线和第一阻抗曲线的相似度达到预设门限，即将此时的初始模型参数值作为触控振动器的模型参数值。由于第一阻抗曲线为根据实际测量得到的触控振动器两端的电压值和电流值计算得到的，为触控振动器的实际阻抗曲线，可以准确的表明触控振动器的阻抗特征。因此，在第二阻抗曲线和第一阻抗曲线的相似度不满足预设门限时，通过不断的调整初始模型参数值，缩小第二阻抗曲线和第一阻抗曲线的差距，增加相似度，直至第二阻抗曲线和第一阻抗曲线的相似度达到预设门限，则此时第二阻抗曲线也能很好的表征触控振动器的阻抗特征，即将此时的初始模型参数值作为触控振动器的模型参数值，能够更为接近实际的模型参数值。另外，根据实际测量的触控振动器两端的电压值与电流值，得到触控振动器的第一阻抗曲线，具体包括：在宽频信号下，测量得到触控振动器两端的电压值和电流值，根据电压值和电流值计算得到触控振动器的第一阻抗曲线。以宽频信号作为激励信号，由于宽频信号的频域较大，在不同频率下测量获得触控振动器两端的电压值和电流值的离散点也就越多越密集，宽频信号下测量得到的电压值与电流值与频率的关系也就越准确，因此，根据宽频信号下测量得到的电压值与电流值计算得到的第一阻抗曲线更加精确。另外，在宽频信号下，测量得到触控振动器两端的电压值和电流值，具体包括：在扫频信号下，测量得到触控振动器两端的电压值和电流值。以扫频信号作为激励信号，相较于使用普通的宽频信号，由于扫频信号是在频域中单调增加或减少的一个激励，可以使得扫频信号下测量得到的电压值与电流值与频率的关系较之普通宽频信号下测量得到的更加准确，可以进一步的使获得的第一阻抗曲线更加准确。另外，根据电压值和电流值计算得到触控振动器的第一阻抗曲线，具体包括：根据电压值和电流值，应用窗函数计算得到触控振动器的第一阻抗曲线。使用窗函数进行计算，可以有效的简化计算的过程，使得计算速度更快。另外，触控振动器的阻抗曲线模型，具体为：其中，bl,m,rm,km,le,re为触控振动器的参数，s为触控振动器的激励信号的频率，z为触控振动器的阻抗，u为触控振动器两端的电压值，i为触控振动器两端的电流值。另外，调整初始模型参数值，直至第一阻抗曲线和第二阻抗曲线的相似度不小于预设门限，具体包括：将第一阻抗曲线拆分为第一幅度曲线和第一相位曲线；将第二阻抗曲线拆分为第二幅度曲线和第二相位曲线；分别调整第二幅度曲线对应的初始模型参数值和第二相位曲线对应的初始模型参数值，直至第一幅度曲线和调整后的第二幅度曲线的相似度、第一相位曲线和调整后的第二相位曲线的相似度均达到预设门限。由于系统的阻抗为复数形式，可以拆分为幅度部分和相位部分，因此可以将第一阻抗曲线拆分为第一幅度曲线和第一相位曲线，将第二阻抗曲线第二幅度曲线和第二相位曲线。分别调整第二幅度曲线和第二相位曲线对应的初始模型参数值，即使用同一组参数对两组不同的数据集进行拟合，可以使拟合后的阻抗曲线与第一阻抗曲线的相似度更高，从而求得的触控振动器的模型参数值也就越加准确。另外，将第一阻抗曲线和第二阻抗曲线进行拟合，具体为：使用最小二乘法将第一阻抗曲线和第二阻抗曲线进行拟合。由于最小二乘法的求解方式与触控振动器的阻抗曲线模型吻合，并且二次可以寻找最小误差，在三维空间中有最小值，同时，最小二乘法具有对整体的极大似然解，因此可以使得拟合效果更好，从而求得的触控振动器的模型参数值也就越加准确。另外，使用最小二乘法将第一阻抗曲线和第二阻抗曲线进行拟合，具体包括：采用levenberg-marquardt算法对第一阻抗曲线和第二阻抗曲线进行最小二乘法拟合。由于levenberg-marquardt算法能提供数非线性最小化(局部最小)的数值解，应用于本发明的实施方式中，可以获得与第一阻抗曲线误差最小，相似度最大的拟合后的第二阻抗曲线。从而进一步的提升获得触控振动器的模型参数值的准确性。另外，在根据触控振动器的预设模型参数值选定初始模型参数值前，还包括：获取触控振动器的模型参数值的设计值或通过实测的方式获取触控振动器的模型参数值的分布范围；将获取的模型参数值的设计值，或将获取的模型参数值的分布范围内的任意值，作为预设模型参数值。使用模型参数值的设计值或者分布范围内的任意值，作为预设模型参数值，可以使得第二阻抗曲线与第一阻抗曲线的相似度较高，第二阻抗曲线与第一阻抗曲线的相似度越高，则拟合后得到的阻抗曲线与第一阻抗曲线的相似度也就越高，从而求得的触控振动器的模型参数值也就越加准确。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是本发明第一实施方式所提供的触控振动器的模型参数值求解方法的流程图；图2是本发明第二实施方式所提供的触控振动器的模型参数值求解方法的流程图；图3是本发明实验所提供的触控振动器的实测曲线和拟合曲线对比图；图4是本发明第三实施方式所提供的触控振动器结构示意图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。本发明的第一实施方式涉及一种触控振动器的模型参数值求解方法，本实施方式的核心在于：根据实际测量的触控振动器两端的电压值与电流值，得到触控振动器的第一阻抗曲线；根据触控振动器的预设模型参数值选定初始模型参数值，根据初始模型参数值和触控振动器的阻抗曲线模型，计算得到触控振动器的第二阻抗曲线；将第一阻抗曲线和第二阻抗曲线进行反复拟合，直至拟合后的阻抗曲线与第一阻抗曲线的相似度达到预设门限；根据拟合后的阻抗曲线和触控振动器的阻抗曲线模型，获取触控振动器的模型参数值。下面对本实施方式的触控振动器的模型参数值求解方法的实施细节进行具体的说明，具体流程如图1所示，包括：步骤s101：测量触控振动器两端的电压值与电流值。具体来说，本实施方式中应用的触控振动器的阻抗模型为其中，bl,m,rm,km,le,re为触控振动器的参数，分别为触控振动器的电磁力系数、质量、阻尼系数、劲度系数、电感系数以及电阻，s为触控振动器的激励信号的频率，z为触控振动器的阻抗，u为触控振动器两端的电压值，i为触控振动器两端的电流值。根据该模型公式明显可知，触控振动器的阻抗z可以直接通过触控振动器两端的电压值u与电流值i计算得到，而通过实际测量得到的触控振动器两端的电压值和电流值计算得到的触控振动器的阻抗即为触控振动器的实际阻抗。在本实施方式中，使用触控振动器的阻抗函数的频率响应估计作为信息源，为了测量触控振动器两端的电压值与电流值，会以宽频信号作为激励信号，在宽频信号下测量得到触控振动器两端的电压值与电流值。以宽频信号作为激励信号，由于宽频信号的频域较大，在宽频信号下测量获得触控振动器两端的电压值和电流值，计算得到的触控振动器的阻抗更加准确。更优的，在本实施方式中，使用宽频信号中的扫频信号作为激励信号，以扫频信号作为激励信号，相较于使用普通的宽频信号，由于扫频信号是在频域中单调增加或减少的一个激励，可以进一步的使计算得到的触控振动器的阻抗更加准确。进一步的，由于触控振动器参数的动态特性，触控振动器的各项参数在随着激励信号的电压的增大而更加稳定，本实施方式中，在保证不超过触控振动器额定电压的前提下，激励信号可以使用较大的电压值。可以理解的是，在具体的测量过程中，也可以使用其他的信号作为激励信号，而并不限定与使用宽频信号作为激励信号。步骤s102：计算得到第一阻抗曲线。具体的说，在本步骤中，会将步骤s101中测量得到的电压值与激励信号的频率之间的关系，以及测量得到的电流值与激励信号频率之间的关系，代入触控振动器的阻抗曲线模型中，从而计算得到触控振动器的第一阻抗曲线。步骤s103：选定初始模型参数值。具体的，在选定初始模型参数值之前，会获取触控振动器的模型参数值的设计值，或者通过实测的方式获取触控振动器的模型参数值的取值范围；以获取到的触控振动器的模型参数值的设计值或在取值范围内任意值作为初始模型参数值。由于初始模型的选定是根据触控振动器的设计值和实测的取值范围选定的，因此，根据初始模型参数值建立阻抗曲线与实测的阻抗曲线的相似度较大，后续的处理过程中获得的控振动器的模型参数值的准确度也就越大。步骤s104：计算得到第二阻抗曲线。具体的，在本步骤中，会将步骤s103中选定的初始模型参数值代入触控振动器的阻抗模型公式中，从而计算得到触控振动器的第二阻抗曲线。步骤s105：判断第二阻抗曲线和第一阻抗曲线的相似度是否大于预设门限，如果大于，则执行步骤s107，若不大于，则执行步骤s106。具体的，在步骤s104中计算得到的第二阻抗曲线，步骤s102中获得触控振动器的第一阻抗曲线后，会先获取第二阻抗曲线和第一阻抗曲线的相似度，将第二阻抗曲线和第一阻抗曲线的相似度与预设门限进行对比，如果第二阻抗曲线和第一阻抗曲线的相似度大于预设门限，则说明第二阻抗曲线和第一阻抗曲线之间的差距较小，则执行步骤s107，反之，则执行步骤s106。可以理解的是，相似度门限可以是预设的某一个较大的相似度的值，也可以是通过拟合算法所能达到的最大的相似度。在实际应用中，可以根据需要进行选择。步骤s106：调整预设模型参数值。具体的，在本实施方式中，使用最小二乘法调整预设模型参数值。可以理解的是，在实际的应用中，还可以使用其他的算法对预设模型参数值进行调整，如拉格朗日插值法、牛顿插值法、牛顿迭代法和牛顿科特斯数值积分法等算法。由于最小二乘法与本实施方式中使用的触控振动器的模型公式吻合，在本实施方式中使用最小二乘法可以达到较好的拟合效果。更优的，在最小二乘法中，本实施方式采用了levenberg-marquardt算法调整预设模型参数值。由于levenberg-marquardt算法能提供数非线性最小化(局部最小)的数值解，应用于本实施方式中，可以获得与第一阻抗曲线误差最小，相似度最大的调整后的第二阻抗曲线。因此，levenberg-marquardt算法相较于最小二乘法中的其他算法，其拟合效果更好，可以使准确度更高。步骤s107：获取触控振动器的模型参数值。具体的，在本步骤中，会将与第一阻抗曲线相似度大于预设门限的第二阻抗曲线的预设模型参数值作为触控振动器的模型参数值；由于此时的第二阻抗曲线与第一阻抗曲线的相似度大于预设门限，第二阻抗曲线也可以很好的表征触控振动器的阻抗特性，此时第二阻抗曲线的调整后的预设模型参数值即可作为触控振动器的模型参数值，构建与实际情况相似度较大的触控振动器的阻抗模型。与现有技术相比，本发明第一实施方式所提供的触控振动器的模型参数值求解方法，通过最小二乘法对预设模型参数值进行不断的调整，直至第二阻抗曲线与第一阻抗曲线的相似度达到预设门限，获得与第一阻抗曲线相似度达到预设门限值的拟合后的第二阻抗曲线对应的调整后的预设模型参数值，将此时的调整后的预设模型参数值作为触控振动器的模型参数值。由于第二阻抗曲线调整后与第一阻抗曲线的相似度增加，误差减小，因此更加接近触控振动器的实际阻抗曲线，通过调整后的第二阻抗曲线获得的控振动器的模型参数值也更为接近触控振动器的实际模型参数值，获得的触控振动器的模型参数值较之触控振动器的设计值准确性更高。同时，由于本实施方式的计算简便，因此本实施方式获得的触控振动器的模型参数值速度较快。本发明的第二实施方式涉及一种触控振动器的模型参数值求解方法。第二实施方式为第一实施方式的优化方案，主要区别之处在于：在第一实施方式的步骤s105中，直接对所有的初始模型参数进行调整。而在本发明第二实施方式中，会将第一阻抗曲线和第二阻抗曲线分别拆分为两个部分，然后对第一阻抗曲线和第二阻抗曲线拆分后的两个部分对应的初始模型参数分别进行调整。具体步骤如下：步骤s201：测量触控振动器两端的电压值与电流值。步骤s202：计算得到第一阻抗曲线。步骤s203：选定初始模型参数值。步骤s204：计算得到第二阻抗曲线。由于本实施方式中步骤s201至步骤s204与第一实施方式中步骤s101至步骤s104大致相同，旨在根据实测的触控振动器两端的电压值和电流值创建第一阻抗曲线，以及根据选定的初始模型参数值计算得到第二阻抗曲线，此处不再赘述步骤s205：将第一阻抗曲线拆分为第一幅度曲线和第一相位曲线，第二阻抗曲线拆分为第二幅度曲线和第二相位曲线。具体的说，由于触控振动器的阻抗为复数形式，可以将其拆分为实部和虚部，在阻抗曲线中即为幅度部分和相位部分，即可以将第一阻抗曲线拆分为第一幅度曲线和第一相位曲线，将第二阻抗曲线拆分为第二幅度曲线和第二相位曲线。步骤s206：判断第一幅度曲线和第二幅度曲线的相似度，第一相位曲线和第二相位曲线的相似度是否均大于预设门限，如果是，则执行步骤s208，如果不是，则执行步骤s207。具体的，在此步骤中，分别判断第一幅度曲线和第二幅度曲线之间的相似度是否达到预设门限，以及第一相位曲线和第二相位曲线之间的相似度是否达到预设相似度门限。若两者的相似度都达到了各自的预设的相似度门限，则执行步骤s208，若其中有一者未达到相似度门限，则执行步骤s207。步骤s207：分别调整第二幅度曲线和第二相位曲线对应的预设模型参数值。具体的说，在本步骤中，与第一实施例的步骤s105中的方法类似，第二幅度曲线和第二相位曲线分别对应有不同的预设模型参数值，通过最小二乘法分别对第二幅度曲线和第二相位曲线对应有不同的预设模型参数值进行调整，以减小第一幅度曲线和第二幅度曲线、第一相位曲线和第二相位曲线之间的误差。通过将第一阻抗曲线和第二阻抗曲线拆分为两个部分分别进行拟合，可以使得第二阻抗曲线和第一阻抗曲线的各个部位的误差更小，最终计算得到的触控振动器的模型参数值准确性也就更好。具体的，在本实施方式中，使用最小二乘法对两个部分分别进行调整。可以理解的是，在实际的应用中，还可以使用其他的拟合算法对第一阻抗曲线和第二阻抗曲线进行拟合，如拉格朗日插值法、牛顿插值法、牛顿迭代法和牛顿科特斯数值积分法等算法。更优的，在最小二乘法中，本实施方式采用了levenberg-marquardt算法对预设模型参数值进行调整。步骤s208：获取触控振动器的模型参数值。具体的，在此步骤中，分别根据调整后的第二幅度曲线和调整后的第二相位曲线分别获得各自对应的触控振动器的模型参数值。与现有技术相比，本发明第二实施方式所提供的触控振动器的模型参数值求解方法，将第一阻抗曲线和第二阻抗曲线拆分为幅度和相位两个部分，再通过最小二乘法分别对第二阻抗曲线和第二相位曲线所对应的预设模型参数值进行调整，获得与第一阻抗曲线的幅度和相位部分的相似度均达到预设门限值的调整后的第二幅度曲线和第二阻抗曲线，根据调整后的第二幅度曲线和调整后的第二相位曲线获得触控振动器的模型参数值。将第一阻抗曲线和第二阻抗曲线拆分为两个部分，每个部分中的误差点更少，拟合计算时的项数减少，拟合效果更好，获得的控振动器的模型参数值较之触控振动器的设计值以及直接将第一阻抗曲线和第二阻抗曲线进行拟合获得的模型参数值更准确。同时，由于本实施方式的计算简便，因此本实施方式获得的触控振动器的模型参数值速度较快。上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。下面，将对本发明的实施方式进行举例说明，在触控振动器运动中，测得的阻抗曲线拟合的结果如下表和图3所示各系统参数拟合后的值设计值或变化范围bl0.6547574619386560.5-0.7rm0.3136974256214430.16km2013.514682606381950-2050le1.0546180393e-42.04e-4re13.021234181547315.6通过以上的实验数据可以看出经过该方法得到的结果更加准确，能够更好的体现当前状态下触控振动器的系统特性。本发明第三实施方式涉及一种触控振动器，如图3所示，包括至少一个处理器301；以及，与至少一个处理器301通信连接的存储器302；其中，存储器302存储有可被至少一个处理器301执行的指令，指令被至少一个处理器301执行，以使至少一个处理器301能够执行如上述智能机器人的控制方法。其中，存储器302和处理器301采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器301和存储器302的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器301处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器301。处理器301负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器302可以被用于存储处理器301在执行操作时所使用的数据。本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。当前第1页12