非線性低頻壓電振動(dòng)能量回收裝置的研究.pdf

1、在無(wú)線傳感技術(shù)向微型化和實(shí)用化發(fā)展的過(guò)程中，能量回收技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景。其中壓電振動(dòng)能量回收技術(shù)具有較高的能量密度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于系統(tǒng)集成的特點(diǎn)，非常適合在MEMS方面的應(yīng)用，最具發(fā)展前景。本文為了改善傳統(tǒng)線性壓電懸臂梁能量回收結(jié)構(gòu)的不足，從拓寬能量回收的頻帶范圍、提升機(jī)電轉(zhuǎn)換效率，提高能量輸出功率的方面出發(fā)，提出了一種新型非線性低頻壓電振動(dòng)能量回收結(jié)構(gòu)。本文的主要工作如下：
　　（1）介紹了能量回收的背景、壓電材料種類，從材料

2、和結(jié)構(gòu)、接口電路以及存儲(chǔ)應(yīng)用技術(shù)介紹了壓電能量回收國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。
　?。?）介紹了壓電的基礎(chǔ)知識(shí)，主要內(nèi)容包括壓電材料的正逆壓電效應(yīng)、壓電方程、壓電常數(shù)以及懸臂梁式振動(dòng)能量回收結(jié)構(gòu)及其理論分析，并提出了引入磁鐵非線性力的壓電振動(dòng)能量回收結(jié)構(gòu)。
　　（3）建立兩永久磁鐵間的磁鐵力模型并推導(dǎo)得到磁鐵力的表達(dá)式，利用該式結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律得出結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程并建立了機(jī)電耦合模型，并且在Matlab/Simulink中進(jìn)行了仿真。