一种马达驱动信号设置方法、电子设备及存储介质与流程
本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种马达驱动信号设置方法、电子设备及存储介质。
背景技术：
科学技术高速发展的今天，各种电子设备日新月异，整体上这些设备都是趋于更加美观，更加智能，更加便捷的方向不断更新。所以各种制造商在产品的设计上，更多的采用更大的触控屏实现显示与操作合二为一，固然传统的真实按键已经慢慢退出人们的视野，取而代之的是虚拟按键。为了增强触感上的体验，现在很多设备上已经增加了虚拟按键的触觉反馈，即增加了振动触感，但是虚拟按键的多种多样的作用，如果只采用统一的振动形式设置为反馈触感，带来的触感体验将会是十分单一的，而且不能体现出按键功能的差异性，造成体验上的失真感。
高频的机械波穿透能力强，并且人体对高频机械波较为敏感，所以这种高频加速的短信号驱动马达，能够带来一种强穿透，敏感的触感体验。
因此，有必要提供一种驱动马达高频加速的驱动信号的设置方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种马达驱动信号设置方法、电子设备及存储介质，以实现驱动马达高频加速的驱动信号。
本发明的技术方案如下：一种马达驱动信号设置方法，所述驱动信号包括用于对所述马达加速的加速驱动信号，所述方法包括：
获取所述加速驱动信号的边界条件，所述边界条件包括所述加速驱动信号的加速时段的数量范围、加速驱动信号幅值范围和加速总时长；
根据所述边界条件获取满足第一预设条件的多个加速驱动信号参数，每个所述加速驱动信号参数包括所述加速时段的数量、各所述加速时段的时长和每一所述加速时段所对应的加速驱动信号幅值；
将每个所述加速驱动信号参数输入预设的运算模型中获取每个所述加速驱动信号参数下的马达振动量；
将所述马达振动量最大的一个加速驱动信号参数设置为所述加速驱动信号的参数。
优选的，所述运算模型为根据所述马达振动量与所述驱动信号的对应关系所建立的模型。
优选的，所述加速驱动信号幅值为电压值。
优选的，各所述加速时段的总和等于所述加速总时长。
优选的，每个所述加速驱动信号参数中相邻两个加速时段的驱动信号幅值互为相反数。
优选的，所述驱动信号还包括用于对所述马达减速的减速驱动信号，所述驱动信号由所述加速驱动信号和所述减速驱动信号按照时间顺序依次组合而成，所述将所述马达振动量最大的一个加速驱动信号参数设置为所述马达驱动信号的参数之后，所述方法还包括：
获取所述减速驱动信号的减速参数范围，所述减速参数范围包括每个减速驱动信号的幅值范围和每个减速时段的时长范围；
根据所述减速参数范围获取满足第二预设条件的第一个减速时段参数，所述第一个减速时段参数包括第一个减速时段对应的减速驱动信号的幅值和第一个减速时段的减速时长；
将所述第一个减速时段参数拼接于所述加速驱动信号的参数之后，输入所述预设的运算模型中计算马达振动量；
判断所述马达振动量是否达到预设振动量；
若达到预设振动量，则将所述第一个减速时段参数设置为所述减速驱动信号的参数。
优选的，所述判断所述马达振动量是否达到预设振动量之后，所述方法还包括：
若未达到预设振动量，根据所述减速参数范围获取满足第二预设条件的第二个减速时段参数，所述第二个减速时段参数包括第二个减速时段对应的减速驱动信号的幅值和第二个减速时段的减速时长；
将所述加速驱动信号的参数、所述第一个减速时段参数和所述第二个减速时段参数依次拼接，输入所述预设的运算模型中计算马达振动量；
判断所述马达振动量是否达到预设振动量；
若达到预设振动量，则将所述第一个减速时段参数和所述第二个减速时段参数设置为所述减速驱动信号的参数。
优选的，所述将所述加速驱动信号幅值和所述减速时长设置为所述减速驱动信号的参数之后，所述方法还包括：
根据所述加速驱动信号的参数和所述减速驱动信号的参数生成马达驱动信号；
将所述马达驱动信号输入外部设备，所述外部设备包括马达；
采集所述外部设备的振动数据；
判断所述外部设备的振动数据是否在预设范围内；
若所述外部设备的振动数据在预设范围内，存储所述加速驱动信号的参数和所述减速驱动信号的参数。
优选的，所述判断所述电子设备的振动数据是否在预设范围内之后，所述方法还包括：
若所述电子设备的振动数据不在预设范围内，则修改所述边界条件。
本发明还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被配置成由处理器执行，所述计算机可读程序被处理器执行时实现上述的方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
本发明的有益效果在于：通过加速驱动信号边界条件设定加速时段的数量、各加速时段的时长和每一加速时段所对应的加速驱动信号幅值，将满足边界条件的加速驱动信号参数输入预设的运算模型，将马达振动量最大的加速驱动信号参数设置为加速驱动信号的参数，从而在边界条件内搜索出满足高频加速的驱动信号。
【附图说明】
图1为本发明第一实施例提供的马达驱动信号设置方法流程图；
图2为本发明实施例提供的建立运算模型的硬件连接示意图；
图3为本发明第二实施例提供的马达驱动信号设置方法流程图；
图4为本发明第三实施例提供的马达驱动信号设置方法流程图；
图5为本发明实施例提供的马达驱动信号设置方法的验证结果曲线图；
图6为本发明实施例提供的电子设备的示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明第一实施例提供的马达驱动信号设置方法，其中，所述驱动信号包括用于对所述马达加速的加速驱动信号，方法包括：
步骤s101：获取所述加速驱动信号的边界条件，所述边界条件包括所述加速驱动信号的加速时段的数量范围、加速驱动信号幅值范围和加速总时长。
其中，加速时段的数量与加速驱动信号的频率相关，固定时间内，加速时段数量越多，频率越高。加速驱动信号幅值可以为电压值，加速总时长为加速驱动信号的信号持续时长。
步骤s102：根据所述边界条件获取满足第一预设条件的多个加速驱动信号参数，每个所述加速驱动信号参数包括所述加速时段的数量、各所述加速时段的时长和每一所述加速时段所对应的加速驱动信号幅值。
在一种实施方式中，加速驱动信号为方波，各加速时段的总和等于加速总时长，设定加速时段的数量，每个加速驱动信号参数中，将加速总时长按照比例分配给各加速时段，得出每个加速驱动信号参数中各加速时段的时长。例如，加速总时长为5秒，加速时段的数量为3，则加速驱动信号参数中各加速时段的时长可以为2、2、1，2、1、2，1、1、3，1、3、1等。每个加速驱动信号参数中，相邻两个加速时段的驱动信号幅值互为相反数，例如，3个加速时段的电压幅值分别为vp、-vp和vp。
步骤s103：将每个所述加速驱动信号参数输入预设的运算模型中获取每个所述加速驱动信号参数下的马达振动量。
其中，预设的运算模型为预先建立的模型，为根据马达振动量与驱动信号的对应关系所建立的模型。如图2所示，计算机1将扫频信号通过功率放大器2发送到工装3以驱动马达4振动，加速度计5采集马达4振动时工装3的加速度数据并发送到计算机，同时信号放大器6采集马达4的电压数据发送到计算机，计算机根据加速度数据和对应的电压数据建立运算模型。运算模型可以是通过二阶模型建立的数学模型，也可以是通过核函数建立的数学模型。
步骤s104：将所述马达振动量最大的一个加速驱动信号参数设置为所述加速驱动信号的参数。
具体的，每个加速驱动信号参数对应一个马达振动量，将马达振动量最大的一个加速驱动信号参数设置为加速驱动信号的参数，从而可以根据加速驱动信号的参数生成马达的加速驱动信号。
上述实施例中，根据加速驱动信号的边界条件获取多个加速驱动信号参数，每个加速驱动信号参数包括加速时段的数量、各加速时段的时长和每一加速时段所对应的加速驱动信号幅值，将每个加速时段参数输入预设的运算模型，将振动量最大的加速驱动信号参数设置为加速驱动信号的参数，从而在设定的加速总时长内计算出最大振动量对应的加速驱动信号的参数，根据加速驱动信号的参数生成加速驱动信号，可以使马达快速达到高频振动。
如图3所示，本发明第二实施例提供的马达驱动信号设置方法，其与第一实施例的区别在于，驱动信号还包括用于对马达减速的减速驱动信号，驱动信号由加速驱动信号和减速驱动信号按照时间顺序依次组合而成，将马达振动量最大的一个加速驱动信号参数设置为加速驱动信号的参数之后，方法还包括：
步骤s201：获取所述减速驱动信号的减速参数范围，所述减速参数范围包括每个减速驱动信号的幅值范围和每个减速时段的时长范围。
其中，减速驱动信号幅值可以为电压值，例如，减速电压范围为[-vp，vp]。
步骤s202：根据所述减速参数范围获取满足第二预设条件的第一个减速时段参数，所述第一个减速时段参数包括第一个减速时段对应的减速驱动信号的幅值和第一个减速时段的减速时长。
其中，第二预设条件为减速驱动信号幅值在减速驱动信号的范围内，减速时长在减速时段的时长范围内。
步骤s203：将所述第一个减速时段参数拼接于所述加速驱动信号的参数之后，输入所述预设的运算模型中计算马达振动量。
具体的，将第一个减速时段参数和加速驱动信号的参数代入预设的运算模型进行计算，每组数据对应一个马达振动量。
步骤s204：判断所述马达振动量是否达到预设振动量。
其中，预设振动量为设定的最小的振动量，能实现刹车后余震满足设定值。
步骤s205：若达到预设振动量，则将所述第一个减速时段参数设置为所述减速驱动信号的参数。
在一种实施方式中，若增加第一个减速时段参数，代入预设模型中，马达振动量满足要求，则减速驱动信号仅包括一个减速时段，将加速驱动信号的参数和减速参数拼接后，即得到马达驱动信号参数。
步骤s206：若未达到预设振动量，根据所述减速参数范围获取满足第二预设条件的第二个减速时段参数，所述第二个减速时段参数包括第二个减速时段对应的减速驱动信号的幅值和第二个减速时段的减速时长。
在一种实施方式中，若增加一个减速时段不能满足振动要求，则再增加第二个减速时段。
步骤s207：将所述加速驱动信号的参数、所述第一个减速时段参数和所述第二个减速时段参数依次拼接，输入所述预设的运算模型中计算马达振动量。
步骤s208：判断所述马达振动量是否达到预设振动量。
其中，预设振动量为设定的最小的振动量，能实现刹车后余震满足设定值。
步骤s209：若达到预设振动量，则将所述第一个减速时段参数和所述第二个减速时段参数设置为所述减速驱动信号的参数。
继续上述实施方式，将第二个减速时段参数与第一个减速时段参数、加速驱动信号的参数进行拼接，计算振动量是否满足要求，若满足要求，则减速驱动信号包括两个减速时段，将第一个减速时段参数和第二个减速时段参数设置为减速驱动信号的参数。若不满足要求，则继续增加减速时段并计算振动量，直到振动量满足预设振动量要求。将满足振动量要求的所有减速时段参数和加速驱动信号的参数拼接后即为马达驱动信号的参数。
上述实施例中，计算出加速驱动信号的参数后，通过逐步增加减速时段，每增加一个减速时段计算一次振动量，直到满足预设振动量，从而得到能实现马达快速刹车的减速驱动信号。
如图4所示，本发明第三实施例提供的马达驱动信号设置方法，其与第二实施例的区别在于，将所述加速驱动信号幅值和减速时长设置为减速驱动信号的参数之后，方法还包括：
步骤s301：根据所述加速驱动信号的参数和所述减速驱动信号的参数生成马达驱动信号。
步骤s302：将所述马达驱动信号输入外部设备，所述外部设备包括马达。
其中，外部设备接收驱动信号以驱动马达振动。
步骤s303：采集所述外部设备的振动数据。
步骤s304：判断所述外部设备的振动数据是否在预设范围内。
具体的，将采集的振动数据与马达驱动信号的振动量最小时的振动数据进行比较，判断两者是否在误差范围内。
步骤s305：若所述外部设备的振动数据在预设范围内，存储所述加速驱动信号的参数和所述减速驱动信号的参数。
具体的，将加速驱动信号的参数和减速驱动信号的参数组合后的驱动信号，以wav，txt，mat等格式存储，以输出到外部设备。
步骤s306：若所述电子设备的振动数据不在预设范围内，则修改所述边界条件。
具体的，若采集的振动数据与马达驱动信号的振动量最小时的振动数据不在误差范围内，则修改边界条件，重新获取加速驱动信号的参数和减速驱动信号的参数。
上述实施例中，根据计算出的加速驱动信号参数和减速驱动信号参数生成马达驱动信号，输入外部设备驱动马达振动，并采集外部设备的振动数据，判断震动数据是否在预设范围内，若不在预设范围内，则修改边界条件重新计算加速参数和减速参数，从而保证得到准确的加速参数和减速参数。
本发明一实施例中，选用线性度较好的马达固定在mk＝100g工装上进行模型建立和参数验证，利用二阶模型数学建模，采用图2所示的方式进行数据采集。通过二阶模型进行拟合，然后建立数学模型，得到传递函数：
其中，
得到传递函数中的各参数后，按照需求指定加速段总时长为0.9倍的马达谐振周期t，设置为三段加速，电压幅值设置为9v，滤波频率为900hz，通过传递函数不断的迭代计算，寻找出最大的振动量的时长分配，这里得到的最佳时间分配为第一段加速电压9v，时长为0.34t，第二段加速电压-9v，时长为0.46t，第三段加速电压为9v，时长为0.1t；得到加速段后，往后加入减速段电压，得到第一段减速电压为-9v，时长为0.4t，第二段减速电压为9v，时长为0.51t。如图5所示，得到振动信号中心频率为260hz，电信号总时长约为10毫秒，振动信号约为10毫秒。由此可见，采用本发明提供的马达驱动信号设置方法，具有较高的中心频率，并且消除了余震，振动时间短，能够实现高穿透，敏感，短促的触感效果。
如图6所示，本发明还提供一种电子设备，包括处理器11和存储器12，存储器12中存储有计算机可读程序，计算机可读程序被配置成由处理器11执行，计算机可读程序被处理器执行时实现上述的方法。
本实施例中的电子设备与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施例中的电子设备的实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。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。本发明还涉及一种计算机可读存储介质，如rom/ram、磁碟、光盘等，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行上述的方法。
本发明实施例提供的马达驱动信号设置方法、电子设备及存储介质，通过加速驱动信号边界条件设定加速时段的数量、各加速时段的时长和每一加速时段所对应的加速驱动信号幅值，将满足边界条件的加速驱动信号参数输入预设的运算模型，将马达振动量最大的加速驱动信号参数设置为加速驱动信号的参数，从而在边界条件内搜索出满足高频加速的驱动信号。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
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