非线性双端固支梯形梁压电俘能器结构设计与特性分析

摘要：

设计了一种非线性双端固支梯形梁压电俘能器,用于收集环境中的振动能量,并将振动能转换为电能,为微小型电子元器件供能.自然环境中振动源的振动频率大多在100 Hz以下,该俘能器采用引入非接触磁力的方法,降低其谐振频率、拓宽俘能频带并提高输出性能.在理论分析的基础上,建立了Matlab/Simulink仿真模型并进行试验测试,对比分析了线性及非线性双端固支梯形梁压电俘能器的谐振频率、带宽及输出性能,同时研究了输出性能在3个参数(固定磁铁与质量块磁铁间距d、外接负载电阻R、外界激励加速度a)变化时的响应.仿真与试验结果表明,引入的非接触磁力使压电俘能器谐振频率降低了9 Hz,俘能带宽拓宽了20％,输出功率提高了7.5％.

关键词：压电俘能器、数值仿真、非线性、谐振频率、输出性能

所属期刊栏目：50

分类号：TN384(半导体技术)

资助基金：国家高技术研究发展计划863计划项目2013AA041104

在线出版日期：2019-09-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：398-405