非对称三稳态压电能量采集器的性能分析与实验验证

作     者：时培明 张博飞 SHI Peiming;ZHANG Bofei

作者机构：燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 

基　　金：河北省自然科学基金资助项目(E20203147) 河北省自然科学基金-青年科学基金资助项目(E202203093) 秦皇岛市科学技术研究与发展计划资助项目(202101A345) 燕山大学基础创新科研培育项目(2021LGQN022) 

出 版 物：《燕山大学学报》 (Journal of Yanshan University)

年 卷 期：2025年第49卷第1期

页      码：34-43页

摘      要：为解决对称三稳态压电能量采集器在低强度振动激励下无法进行阱间运动,进而无法产生较高电压信号的问题,设计了一种基于非对称三稳态振动模型的压电能量采集器结构。利用磁偶极子模型、力平衡和基尔霍夫定律建立了采集器的势能模型以及运动控制方程,仿真分析了简谐激励力幅值和噪声强度对采集器运动状态和发电性能的影响规律。得到结论:非对称三稳态压电能量采集器中磁铁的偏移导致了非对称势能阱的产生。非对称势能阱不仅可以拓宽三稳态压电能量采集器的有效工作频带,还可以降低采集器对环境振动强度的要求,使其在低激励幅值下进行阱间运动,改善发电性能。最后制作样机验证了理论仿真结果的正确性。

主 题 词：三稳态压电能量采集器 非对称势阱 集总参数模型 噪声激励 

学科分类：080902[080902] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1007-791X.2025.01.004

馆 藏 号：203157292...