基于分形結(jié)構(gòu)的微型寬帶振動(dòng)換能器的研究.pdf

1、近年來(lái)，能量收集技術(shù)日益重要，其最主要的應(yīng)用是無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電技術(shù)。隨著無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，利用能量采集技術(shù)將電子器件工作環(huán)境中的各類(lèi)能量轉(zhuǎn)換為電能，從而實(shí)現(xiàn)器件的自供能，是目前研究的熱點(diǎn)之一。目前使用最廣泛的是基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的壓電振動(dòng)能量采集器，但此結(jié)構(gòu)存在頻率響應(yīng)帶寬窄和能量轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題。
　　為了解決上述問(wèn)題，本文提出了基于分形結(jié)構(gòu)的微型寬帶振動(dòng)換能器設(shè)計(jì)思想。分形結(jié)構(gòu)具有自相似性和空間利用率高的特點(diǎn)，使其具有較多

2、的固有頻率點(diǎn)。同時(shí)，分形結(jié)構(gòu)中存在多種不同類(lèi)型的懸臂梁結(jié)構(gòu)，因而能在較寬的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生能量。
　　根據(jù)此思想設(shè)計(jì)一種基于 peano分形結(jié)構(gòu)的壓電振動(dòng)換能器，運(yùn)用懸臂梁結(jié)構(gòu)理論分析了分形結(jié)構(gòu)的基本單元的頻率特性，研究了分形維數(shù)、頻數(shù)等分形結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)頻率分布特性的影響?；趐eano分形結(jié)構(gòu)的模型，繪制頻點(diǎn)、固有頻率和頻數(shù)的關(guān)系圖。分析結(jié)果表明，該分形結(jié)構(gòu)帶寬范圍為20~600Hz，理論上驗(yàn)證了分形結(jié)構(gòu)能夠拓展帶寬。并且使用COM