實驗名稱：功率放大器基于垂向動(dong)磁式壓(ya)電振動(dong)能量(liang)收集器建模及(ji)實驗研究(jiu)

研究(jiu)方向：為了改善單(dan)懸臂梁壓電能量收集(ji)器的性能

實驗內容：

為(wei)了(le)(le)改善單懸臂梁壓(ya)電(dian)能(neng)(neng)(neng)量收(shou)集器的性(xing)能(neng)(neng)(neng)，設計了(le)(le)一種(zhong)垂(chui)向(xiang)動磁式壓(ya)電(dian)振動能(neng)(neng)(neng)量收(shou)集結構(gou)。針對該結構(gou)建(jian)立了(le)(le)集總參(can)數壓(ya)電(dian)耦合(he)模型并(bing)進(jin)行數值仿真，同時搭建(jian)實(shi)驗平(ping)臺對結構(gou)性(xing)能(neng)(neng)(neng)進(jin)行評價。

測試設備：示波器、能量收集電路、信號發生器、功率放大器、電磁激振器、加速度計等。

實驗過程：

實驗平臺的激勵部分是由函數發生器、電壓放大器和電磁激振器組成，實驗中通過函數發生器調節頻率進行向上掃頻測試。測量部分由加速度測量及能量測量功能組成，加速度測量由加速度計及附加的信號調理器完成，加速度計固定在亞克力底座上，以對激勵的加速度進行標定與測量。

壓電(dian)(dian)材料通(tong)過導線(xian)與能量收(shou)集電(dian)(dian)路(lu)連(lian)接(jie)，電(dian)(dian)路(lu)中加入電(dian)(dian)阻(zu)作為(wei)負載(zai)，以(yi)方便對(dui)能量收(shou)集裝置的(de)性能進行測試。負載(zai)兩端及IEPE加速度(du)傳感器的(de)輸出(chu)均直接(jie)接(jie)入示波(bo)器，直接(jie)記(ji)錄系(xi)統輸出(chu)電壓(ya)及(ji)加速度(du)情況。

實(shi)驗(yan)結果：

（1）低頻(pin)排(pai)斥與咼頻(pin)吸引模(mo)式呈現(xian)咼峰寬頻(pin)帶特(te)性(xing)，高(gao)頻(pin)排(pai)斥與低頻(pin)吸引呈現(xian)了雙峰值(zhi)特(te)性(xing)，低頻(pin)排(pai)斥模(mo)式更易于應用。

不同負載下的電壓和功率曲線

（2）集總(zong)參(can)數(shu)模(mo)型在(zai)可接受誤差(cha)范圍以(yi)內可以(yi)有效預測結構性質，幅值的預測誤差(cha)小于7%,可以(yi)用于VMM-PVEH的設計與(yu)參(can)數(shu)優化。

（3）在不同的(de)磁(ci)感(gan)應強(qiang)度下均存在最(zui)優(you)(you)的(de)磁(ci)鐵(tie)距(ju)離值(zhi)，隨著磁(ci)感(gan)應強(qiang)度的(de)增大，最(zui)優(you)(you)距(ju)離值(zhi)變大，各最(zui)優(you)(you)值(zhi)下的(de)峰值(zhi)近似(si)。

（4）在(zai)本(ben)文所(suo)述的最優化(hua)參數條件下(xia),系(xi)統峰值(zhi)功率可(ke)提高42.7%，帶寬可(ke)提高40. 6%。

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