低频宽带压电能量采集器的设计与性能分析

为解决悬臂梁式压电采集器存在的高谐振频率和窄工作频带问题,设计了一种由n段梁和n个质量块构成的新型采集器。首先考虑在尺度效应影响条件下建立微段梁的动力学模型,并实验验证了模型的准确性。进而建立了新型采集器的动力学模型,推导了其外界激励的响应及输出电压计算公式。最后以n=2为例讨论了其谐振频率和输出电压方面的性能。结果表明采集器的谐振频率得到大幅降低,在50 Hz以下存在15.25 Hz和23.08 Hz两个谐振点,在20.32 Hz有效工作频带内,输出电压在80 mV以上。     

压电耦合悬臂梁的时滞反馈控制及稳定性分析

基于加速度&;#61485;时滞闭环反馈控制策略,建立压电耦合柔性悬臂梁的动力学模型,通过运用模态分析和对系统自由振动的平凡解的分析,建立了在考虑压电耦合作用和反馈时滞条件下的系统稳定性条件和分析方法,并给出了具体算例;进一步的算例分析表明,时滞的不合理忽略有可能导致系统响应发散,而合理的时滞量也可用以提高振动控制的效率     

基于应变梯度理论的微压电振动能量采集器建模与仿真

当采集器的尺寸小到微纳米级时,构件表现出明显的尺度效应,传统的宏观理论建模将不再适用。而应变梯度理论能够引入与材料内部结构的有关的内秉特征常数,有效解决了微结构的尺度效应问题。首先采用Hamilton变分原理推导出基于偶应力理论的的微梁的动力学方程,并对振动偏微分方程进行求解。结合压电方程以及梁在小变形条件小的挠曲度微分方程得到微能量采集器的电压输出表达式,然后利用软件MATLAB参数仿真,仿真结果与实验值对比,拟合效果较好。