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非线性磁-压电多频变换器阵列的能量收集( Energy harvesting from a nonlinear magnet-piezoelectric multi-frequency converter array )
S Ziaei-Rad H Nahvi
为了提高能量的采集量，本文提出了一种基于振动的能量采集器，它是一个径向排列的变换器阵列。该变换器阵列由四个压电悬臂梁和位于变换器阵列中间的弹簧上的永磁体组成，该压电悬臂梁包括铁磁基片。建立了一个数学模型来模拟收割机的机电行为。利用拉格朗日方程得到了控制系统机电行为的微分方程。然后对方程组进行数值求解。研究了系统在线性和非线性模式下的行为，以及在没有和有中间磁体和弹簧的情况下的行为。采用两根不同厚度的悬臂梁，分别在有和无尖端质量的情况下，从多频系统中获取能量。为了验证所建立模型的准确性，将计算结果与白噪声激励下的实测数据进行了比较。其次，对谐波激励下的系统进行了研究，绘制了输出电压和发电功率图。根据仿真和实验结果，非线性系统的输出电压比线性系统至少大两倍。结果表明，多频能量采集器可以提高采集能量的带宽。
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