微型抗磁懸浮振動(dòng)能量采集器寬頻響應(yīng)研究.pdf

1、隨著當(dāng)今信息技術(shù)的高速發(fā)展，信息資源的不斷融合，電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造成本的不斷降低，使得其更新速度和更新空間不斷增大。目前這些產(chǎn)品趨向于微型化、集成化、無(wú)線化和便攜化，但是在供電問(wèn)題目前可靠的解決方案仍是傳統(tǒng)電池，有效電源以及微電池。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)，人機(jī)工程，以及效率成本重視程度的不斷提高，這些供電方式存在的固有局限也逐漸地暴露出來(lái)，因此能量采集技術(shù)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。
　　本文研究抗磁懸浮微型振動(dòng)能量采集器的寬頻響應(yīng)特性。首

2、先介紹了其結(jié)構(gòu)模型和工作原理，其次對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部受力進(jìn)行理論分析。利用有限元軟件COMSOL Multiphysics對(duì)磁力和抗磁力進(jìn)行仿真并通過(guò)數(shù)值分析的方法計(jì)算出其平衡位置，發(fā)現(xiàn)了單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)予以驗(yàn)證，并分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對(duì)平衡位置的影響。
　　其次，從理論和仿真兩個(gè)方面對(duì)抗磁懸浮振動(dòng)能量采集器的感應(yīng)電壓進(jìn)行分析和計(jì)算，并就線圈不同的參數(shù)對(duì)輸出電壓和功率的影響進(jìn)行了仿真分析，從功率最大的角度確定了線圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

3、
　　接著，在理論分析電磁阻尼力的基礎(chǔ)上，通過(guò)響應(yīng)面法將永磁體的磁場(chǎng)進(jìn)行擬合分析，進(jìn)而求出電磁力的解析式。從能量轉(zhuǎn)化最大角度，確定線圈以反向反接的方式進(jìn)行設(shè)置；將永磁體在能量采集器內(nèi)部振動(dòng)受到的空氣阻力近似為一次函數(shù)，求出空氣阻力的解析式。
　　最后，建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程，將動(dòng)力學(xué)方程等效為含有高次交叉項(xiàng)的Duffing—van der Pol方程，通過(guò)分析影響方程中各個(gè)參數(shù)的外界條件，進(jìn)而分析了采集器在開(kāi)路和工作狀態(tài)時(shí)，不