面向微振信号的驻极体减振俘能装置设计与建模

作     者：刘国平 杨朝舒 何忠波 周景涛 孙民政 Liu Guoping;Yang Zhaoshu;He Zhongbo;Zhou Jingtao;Sun Minzheng

作者机构：陆军工程大学石家庄校区车辆与电气工程系石家庄050000 中国航天员科研训练中心人因工程国家级重点实验室北京100094 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52205137) 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2023年第55卷第1期

页      码：169-181页

摘      要：随着航天工程的飞速发展以及先进制造业对加工精度要求的持续提高,对低频微振信号的控制与利用越发受到关注.本文采用驻极体材料,参考动力减振器理论,开发了一种面向低频微振环境的减振俘能一体化装置,建立了驻极体减振俘能装置的机电耦合模型.为兼顾减振和俘能的双重要求,本文分析和等效了静电力对系统动力学特性的影响,并进行了参数的评估,提出了适用于驻极体减振俘能的优化方法.建立了AMEsim和Simulink的联合仿真环境,对模型和结果进行了仿真验真.建模和仿真的结果表明,本文建立的驻极体减振俘能装置的机电耦合模型可以准确描述装置的运动过程,建模与仿真的误差在5%以内.驻极体减振俘能装置对参数变化十分敏感,且副结构刚度、初始间距等对减振俘能性能的影响都明显强于副结构阻尼.经过优化,本文设计的驻极体减振俘能装置,能够兼顾减振和俘能需求,可以实现接近于理想动力减振器的减振效果,也可以在牺牲15%减振效果前提下,获得1700 V输出电压和3.1 m W俘能功率.本文建立的机电耦合模型和动态静电力解析模型,有助于理解驻极体减振俘能机构的工作原理,揭示了非线性静电力的变化过程和作用机理.

主 题 词：驻极体 减振 俘能 微振动 静电力 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/0459-1879-22-444

馆 藏 号：203118252...