多功能低頻壓電式能量采集器的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、壓電能量收集技術(shù)近年來(lái)取得快速發(fā)展并成為微能源研究領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)，為解決微型低功耗電子器件的電源供能問(wèn)題提供了一種可行的思路和方法。但現(xiàn)有的傳統(tǒng)壓電懸臂梁式采集器只具有單方向上的振動(dòng)敏感性，對(duì)環(huán)境中存在的多方向多運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能量進(jìn)行壓電采集基本是不可行的。
　　針對(duì)傳統(tǒng)壓電懸臂梁式采集器存在的缺陷不足，本文設(shè)計(jì)了一種多功能壓電滾軸-懸臂梁式采集器，能夠?qū)崿F(xiàn)水平、垂直兩正交方向上的振動(dòng)能量采集和沿導(dǎo)軌滾動(dòng)方向上的擺動(dòng)能量采集。本文

2、主要對(duì)多功能壓電采集器進(jìn)行了振動(dòng)能量和擺動(dòng)能量采集研究，具體的工作內(nèi)容如下：
　　在振動(dòng)能量采集方面：主要研究了壓電多功能采集器在垂直方向上振動(dòng)能量的采集。而水平方向上的振動(dòng)能量采集和沿導(dǎo)軌滾動(dòng)方向上的擺動(dòng)能量采集的采集效果是一樣的，所以本文中沒(méi)有詳細(xì)的闡述。首先對(duì)采集器的物理結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了理論建模，模擬仿真了采集器在諧振狀態(tài)下的開(kāi)路發(fā)電特性；然后又對(duì)采集器發(fā)電系統(tǒng)的瞬態(tài)發(fā)電過(guò)程和穩(wěn)態(tài)發(fā)電過(guò)程進(jìn)行了解析分析和模擬仿真；最后搭建實(shí)驗(yàn)

3、平臺(tái)，對(duì)采集器的開(kāi)路發(fā)電特性和系統(tǒng)發(fā)電特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)比結(jié)果表明了采集器的理論建模和仿真分析的正確性。
　　在擺動(dòng)能量采集方面：首先，對(duì)擺動(dòng)能量采集器進(jìn)行了耦合集中參數(shù)結(jié)構(gòu)建模，模擬仿真了采集器在擺動(dòng)采集過(guò)程中的開(kāi)路輸出電壓形式和系統(tǒng)儲(chǔ)能電容的瞬態(tài)充電過(guò)程。然后，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟、硬件，并搭建了擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)采集器輸出的開(kāi)路壓電電壓和儲(chǔ)能電容兩端的充電電壓進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬仿真結(jié)果是基本一致的。最后將實(shí)驗(yàn)