悬臂梁式压电双晶片振动能量采集器的模型与实验研究.pdf

《悬臂梁式压电双晶片振动能量采集器的模型与实验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第28卷第6期传感技术学报V01．28No．6CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS2015年6月June2015ModelandExperimentResearchesoftheBimorphCantileveredVibrationEnergyHarvesterWANGGuangqing，LIUChuang，ZHANGWei，LIAOWeihsin(1．SchoolofInformationandElectronicEngineering，ZhejiangGongshan

2、gUniversity，Hangzhou310018，China；2．DepartmentofMechanicalandAutomation，TheChineseUniversityofHongKong，HongKong999077，China)Abstract：Forthemasseffectsofthecantileveredpiezoelectricvibrationenergyharvester(PVEH)，amodifiedlumped—parametermodel，whichtakesintoa

3、ccounttheeffectsofthetipmassonthevibrationamplitude，arederivedbyconsideringtheamplitudecorrectioncoeficientwhenthebimorphcantileveredPVEHisexcitedbyaharmonicvibration．Themodelparametersareidentifiedwiththeimpedanceanalysisandadmittancecircleanalysismethods

4、，andtheelectromechanicaltransferringfunctionsofthePVEHarealsoderived．Finally，theexperimentalsystemofthePVEHissetup；andtheexperimentalresuhsaregoodagreementwiththetheoreticalsimulationresults，whichtestifiesthevalidityofthemodifiedmodelproposedinthispaper．Ke

5、ywords：piezoelectricenergyharvester；lumpedparametermodel；parameteridentify；experimenttestifyEEACC：2860Adoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2015．06．008悬臂梁式压电双晶片振动能量采集器的模型与实验研究术王光庆，刘创，张伟，廖维新(1．浙江工商大学信息与电子工程学院，杭州310018；2．香港中文大学机械与自动化工程学系，香港999077)摘要：针对悬臂梁式双压电晶片振动能量采

6、集器的质量效应问题，通过幅值修正方法建立了能量采集器的集总参数修正模型，利用阻抗分析和导纳圆法对模型参数进行了识别，得到了采集器在简谐基础激励作用下的机电耦合输出传递函数表达式；建立了悬臂梁压电振动能量采集器的实验系统，实验与仿真分析了悬臂梁末端质量、负载电阻等对能量采集器输出特性的影响，结果表明理论仿真结果与实验结果具有很好的吻合度，证明本文模型有利于提高压电振动能量采集器输出性能的分析预测精度。关键词：压电能量采集器；集总参数模型；参数识别；实验验证中图分类号：TH825文献标识码：A文章编号：1004

7、-1699(2015)06-0819-06环境中的振动能是一种取之不尽、用之不竭的器件，是目前微能源研究的热点¨。清洁绿色新能源，将环境中的振动能转换成电能的压电振动能量采集器通常是由压电单晶片或双微能源具有结构简单、寿命长、能量转换密度高、易晶片构成的悬臂梁结构，为了提高换环境振动能的集成、不需要更换或充电等诸多优点，特别适合用于采集效率，悬臂梁末端通常设计一个较大的质量块，微功耗电子产品(如无线传感网络节点、便携式电以降低能量采集器固有频率，增大悬臂梁的振动惯子器件等)的供电系统，受到国内外的广泛关注。

8、性力。建立悬臂梁式压电振动能量采集器准确的理压电振动能量采集器是一种利用压电陶瓷元件的正论模型是对其输出性能进行预测、分析和优化设计压电效应采集环境中的振动能并转换成电能的敏感的前提基础。国内外对悬臂梁式压电振动能量采集项目来源：国家自然科学基金项目(51277165)；浙江省自然科学基金项目(LY15FIO001，Y1080037)；浙江省教育厅项目(Y201223050)；浙江省高校优秀青年教师计划项目；浙江