提出一種新型的磁耦合變勢(shì)能阱雙穩(wěn)態(tài)壓電顫振能量收集器,設(shè)計(jì)了外部磁場作用下顫振能量收集系統(tǒng)的雙穩(wěn)態(tài)構(gòu)型,并利用彈性支撐的外部磁鐵的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了變勢(shì)能阱技術(shù),解釋了變勢(shì)能阱雙穩(wěn)態(tài)對(duì)顫振能量收集系統(tǒng)的性能增強(qiáng)機(jī)理。建立了磁力-壓電-氣動(dòng)彈性耦合的顫振能量收集系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析模型,根據(jù)非線性磁偶極模型以及平衡點(diǎn)穩(wěn)定性理論,討論了系統(tǒng)出現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)構(gòu)型的參數(shù)條件。對(duì)磁耦合雙穩(wěn)態(tài)顫振能量收集系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了數(shù)值仿真研究,結(jié)果顯示,雙穩(wěn)態(tài)構(gòu)型能夠使無磁力顫振能量收集系統(tǒng)的超臨界顫振行為轉(zhuǎn)變?yōu)閬喤R界顫振,發(fā)生極限環(huán)振動(dòng)的風(fēng)速能夠降低50%以上,拓寬了能量收集器的有效工作風(fēng)速范圍,并分析了磁鐵間距、磁偶極矩對(duì)能量收集性能的影響規(guī)律。采用彈性支撐的外部磁鐵的運(yùn)動(dòng)來自適應(yīng)調(diào)節(jié)內(nèi)外部磁鐵之間的距離,達(dá)到變勢(shì)能阱的目的,有效地降低了雙穩(wěn)態(tài)的勢(shì)能阱深度,使系統(tǒng)更容易發(fā)生雙穩(wěn)態(tài)勢(shì)能阱間的躍遷運(yùn)動(dòng),從而在雙穩(wěn)態(tài)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了能量收集工作風(fēng)速范圍和輸出電功率的同步提升,為低風(fēng)速下的能量收集提供了一種有效的設(shè)計(jì)途徑。 

【文章頁數(shù)】：12 頁

【文章目錄】：
1 VBFEH的組成及工作原理
2 磁力-壓電-氣動(dòng)彈性耦合系統(tǒng)建模
    2.1 理論模型
    2.2 氣動(dòng)力模型
    2.3 磁力建模與系統(tǒng)的雙穩(wěn)態(tài)構(gòu)型分析
    2.4 狀態(tài)空間方程
3 數(shù)值仿真驗(yàn)證
    3.1 模型參數(shù)
    3.2 無磁耦合顫振能量收集器（FEH)
    3.3 雙穩(wěn)態(tài)顫振能量收集性能（BFEH)
        3.3.1 內(nèi)外部磁鐵間距的影響
        3.3.2 磁偶極矩的影響
    3.4 變勢(shì)能阱技術(shù)的性能增強(qiáng)機(jī)理（VBFEH)
4 結(jié)論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽能/氫能無人機(jī)總體設(shè)計(jì)與能源管理策略研究[J]. 劉莉,杜孟堯,張曉輝,張超,徐廣通,王正平.  航空學(xué)報(bào). 2016(01)
[2]Rainbow型壓電單膜片換能結(jié)構(gòu)負(fù)載電壓和輸出功率分析[J]. 劉祥建,陳仁文.  航空學(xué)報(bào). 2011(03)



本文編號(hào)：3683046