非线性双端固支梯形梁压电俘能器结构设计与特性分析

论文摘要

设计了一种非线性双端固支梯形梁压电俘能器,用于收集环境中的振动能量,并将振动能转换为电能,为微小型电子元器件供能。自然环境中振动源的振动频率大多在100 Hz以下,该俘能器采用引入非接触磁力的方法,降低其谐振频率、拓宽俘能频带并提高输出性能。在理论分析的基础上,建立了Matlab/Simulink仿真模型并进行试验测试,对比分析了线性及非线性双端固支梯形梁压电俘能器的谐振频率、带宽及输出性能,同时研究了输出性能在3个参数(固定磁铁与质量块磁铁间距d、外接负载电阻R、外界激励加速度a)变化时的响应。仿真与试验结果表明,引入的非接触磁力使压电俘能器谐振频率降低了9 Hz,俘能带宽拓宽了20%,输出功率提高了7. 5%。

论文目录

• 0 引言
• 1 结构设计与理论分析
• 2 仿真分析
•   2.1 线性和非线性压电俘能器数值仿真
•   2.2 非线性压电俘能器输出性能影响参数
• 3 试验与结果分析
•   3.1 线性与非线性压电俘能器性能对比
•   3.2 引力作用下非线性压电俘能器性能测试
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 高世桥,闫丽,金磊,张希洋,张广义

关键词: 压电俘能器,数值仿真,非线性,谐振频率,输出性能

来源: 农业机械学报 2019年07期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室,中国科学院宁波材料技术与工程研究所

基金: 国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2013AA041104)

分类号: TM619

页码: 398-405

总页数: 8

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