智能輪胎用陣列式能量采集系統(tǒng)研究.pdf

1、智能輪胎系統(tǒng)中的傳感器對汽車輪胎的氣壓、溫度等各項狀態(tài)進行監(jiān)測，及時避免因輪胎故障引起的交通事故，可以有效提高汽車的安全性。但傳統(tǒng)的電池供電方案存在壽命短、更換困難和污染環(huán)境等弊端，制約了智能輪胎系統(tǒng)的發(fā)展。本文對應(yīng)用于智能輪胎系統(tǒng)中的陣列式能量采集系統(tǒng)展開研究，基于實際的輪胎內(nèi)壁加速度信號，研究不同結(jié)構(gòu)的能量采集器的輸出性能并設(shè)計匹配的能量管理系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　首先，針對能量采集器的物理模型，從理論上分析

2、正弦加速度信號激勵下的振子位移和系統(tǒng)輸出功率的影響因素。分析由輪胎形變導(dǎo)致的加速度信號的波形特點和諧波分布情況，提出特定的波形近似分析方法，并給出該方法下得到的振子運動狀態(tài)表達式。
　　其次，基于輪胎加速度信號激勵下的平均輸出功率表達式，對影響輸出功率的磁鏈變化率、電氣阻尼等電磁參數(shù)進行研究。對于定子不含鐵心的結(jié)構(gòu)，從理論角度計算其磁場分布，并比較不同線圈排布方式下線圈中的磁鏈波形。對于定子含鐵心的結(jié)構(gòu)，利用標(biāo)量磁位法對氣隙磁場進

3、行計算，并利用有限元仿真進行驗證。針對不同充磁方式的振子，研究其尺寸參數(shù)變化對電磁參數(shù)的影響，進一步比較分析振子的充磁方式對電磁參數(shù)的影響。
　　再次，綜合考慮能量采集器的具體受力情況，建立精確的仿真模型，分析不同工況下能量采集器的輸出性能。研究彈簧的原始長度、彈性系數(shù)等機械參數(shù)對平均輸出功率的影響。對于有鐵心結(jié)構(gòu)，仿真分析振子定位力對振子運動情況和平均輸出功率的影響。
　　最后，結(jié)合多個振動能量采集器沿著輪胎圓周方向陣列式