微型抗磁懸浮振動能量采集器寬頻響應研究.pdf

1、隨著當今信息技術的高速發(fā)展，信息資源的不斷融合，電子產(chǎn)品設計制造成本的不斷降低，使得其更新速度和更新空間不斷增大。目前這些產(chǎn)品趨向于微型化、集成化、無線化和便攜化，但是在供電問題目前可靠的解決方案仍是傳統(tǒng)電池，有效電源以及微電池。隨著人們對環(huán)境保護，人機工程，以及效率成本重視程度的不斷提高，這些供電方式存在的固有局限也逐漸地暴露出來，因此能量采集技術受到人們越來越多的關注。
　　本文研究抗磁懸浮微型振動能量采集器的寬頻響應特性。首

2、先介紹了其結構模型和工作原理，其次對系統(tǒng)內(nèi)部受力進行理論分析。利用有限元軟件COMSOL Multiphysics對磁力和抗磁力進行仿真并通過數(shù)值分析的方法計算出其平衡位置，發(fā)現(xiàn)了單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，通過實驗予以驗證，并分析了結構參數(shù)的變化對平衡位置的影響。
　　其次，從理論和仿真兩個方面對抗磁懸浮振動能量采集器的感應電壓進行分析和計算，并就線圈不同的參數(shù)對輸出電壓和功率的影響進行了仿真分析，從功率最大的角度確定了線圈的結構參數(shù)。

3、
　　接著，在理論分析電磁阻尼力的基礎上，通過響應面法將永磁體的磁場進行擬合分析，進而求出電磁力的解析式。從能量轉化最大角度，確定線圈以反向反接的方式進行設置；將永磁體在能量采集器內(nèi)部振動受到的空氣阻力近似為一次函數(shù)，求出空氣阻力的解析式。
　　最后，建立系統(tǒng)的動力學方程，將動力學方程等效為含有高次交叉項的Duffing—van der Pol方程，通過分析影響方程中各個參數(shù)的外界條件，進而分析了采集器在開路和工作狀態(tài)時，不