本文關(guān)鍵詞：集成于薄板的壓電型隨機振動能量收集器件優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：將壓電薄膜粘貼于方形薄板表面即構(gòu)成實用的振動能量收集器件,本文研究此類器件在受到寬帶隨機點激勵作用時以平均輸出功率最大為目標的優(yōu)化設(shè)計問題,具體包括壓電片布置位置和尺寸要求、最優(yōu)負載電阻等.首先,導出機電耦合系統(tǒng)關(guān)于位移和輸出電壓的隨機偏微分-積分方程組,通過模態(tài)分析技術(shù)消去空間項得到關(guān)于主坐標和電壓的無限維隨機常微分方程組.進而,由線性隨機振動理論建立平均輸出功率的解析表達,優(yōu)化問題據(jù)此展開.研究表明:寬帶激勵作用時,壓電片最優(yōu)中心位置處于激勵點及與之相應的3個對稱點;在最優(yōu)布置條件下,平均輸出功率隨壓電片尺寸增加近于單調(diào)增加,而增速漸緩,據(jù)此可定義最優(yōu)尺寸;在最優(yōu)布置條件下,平均輸出功率隨外接電阻的變化有極值出現(xiàn),可由此斷定最優(yōu)負載電阻.上述研究揭示了對稱最優(yōu)布置位置的存在性及輸出功率對布置位置的敏感性,對平板型隨機振動能量收集器件的優(yōu)化設(shè)計有一定的指導意義.
【作者單位】： 杭州電子科技大學機械工程學院;
【關(guān)鍵詞】： 壓電型能量收集器件 寬帶隨機振動 薄板 優(yōu)化設(shè)計 平均輸出功率
【基金】：國家自然科學基金(批準號:11302064,51405118)資助項目
【分類號】：TM619
【正文快照】： 1引言 振動能量收集技術(shù)的發(fā)展晚于太陽能和風能等能量收集技術(shù),這是由于相比于后兩者,該技術(shù)能收集到的能量較少,不足以產(chǎn)生變革性影響.而隨著集成電路技術(shù)的進步,電子元器件的幾何尺寸和功耗迅速下降,上述局面得以徹底扭轉(zhuǎn)[1].例如,直接收集周圍環(huán)境中的振動能量,可用于實

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 ;簡訊[J];環(huán)境條件與試驗;1986年03期

2 張采;振動控制系統(tǒng)監(jiān)測隱藏的缺陷[J];環(huán)境條件與試驗;1989年02期

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本文編號：934169