圓柱殼壓電能量采集及振動主動控制研究.pdf

1、壓電俘能器是一種利用壓電效應將振動能轉換為電能的器件。振動現(xiàn)象大量存在于日常生產生活中，例如管道振動，機翼振動，人體運動等。本文基于管道系統(tǒng)模型，進行了圓柱殼壓電俘能器的理論和實驗研究，和傳統(tǒng)的非曲率結構壓電俘能器不同，圓柱殼壓電俘能器是一種有曲率結構的壓電俘能器。本文對圓柱殼壓電能量采集及振動主動控制進行了以下幾個方面的研究：
　　 首先，分析了壓電圓柱殼開路模態(tài)能量的空間分布特性，以及壓電片大小對模態(tài)能量幅值的影響。另外，還

2、分析了圓柱殼厚度、圓柱殼半徑和壓電片厚度對模態(tài)能量幅值的影響。
　　 然后，建立了圓柱殼分布式壓電俘能器模型，推導了圓柱殼在簡諧激勵情況下，壓電片外部負載上的模態(tài)電流、模態(tài)電壓、和模態(tài)功率表達式。
　　 再次，進行了圓柱殼模態(tài)識別實驗，并實驗驗證了圓柱殼分布式壓電俘能器模型。進行了壓電能量采集電路設計與實驗，推導了壓電片輸出電壓經整理濾波電路后外接負載上的功率表達式，后端直流電可以驅動發(fā)光二極管LED燈發(fā)亮，最后對電容和