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  结合国家自然科学基金“根据组合换能器的磁力耦合辅佐鼓励式压电振荡发电机研讨”的研讨方针，为进步俘能器的可靠性及环境适应能力，提出了两种辅佐悬臂梁直接鼓励的磁耦合压电振荡俘能器，其运用辅佐梁单向、直接鼓励压电振子进行发电。剖析了辅佐梁结构参数、磁铁装备参数及负载电阻等要素对俘能器输出特性的影响规则，从理论仿真和实验两方面临其进行了体系的研讨。

  实验意图：为验证理论与仿真成果的正确性，对规划的单磁铁耦合和双磁铁耦合两种样机、建立实验测验渠道，经过实验办法研讨等厚及不等厚的辅佐梁结构参数(长度和厚度等要素)、磁铁装备参数(间隔和视点)及鼓励参数(振幅、频率和鼓励方法)对两种辅佐梁直接鼓励的磁耦合压电俘能器输出电压的影响规则。

  测验设备：电脑、RC-2000振荡操控仪、ATA-309B功率放大器、DC-1000振荡台、加速度传感器、数字示波器及实验样机。

  实验进程：运用电脑、RC-2000振荡操控仪、ATA-309B功率放大器、DC-1000振荡台、加速度传感器、数字示波器及实验样机建立了如图4.2所示测验渠道。其间，RC2000振荡操控器运用先进的分布式结构体系，运用闭环操控确保操控办理体系的实时性、高效性及稳定性。在电脑端设置简谐鼓励的振幅及频率，传输给振荡操控仪，振荡操控仪、功率放大器、振荡台、实验样机和加速度传感器构成闭环操控，最终运用数字示波器收集压电振子在受激进程中输出的开路电压。

  研讨讨论辅佐悬臂梁结构参数、耦合磁铁装备参数及鼓励参数对俘能器电压特性的影响规则。为了便利起见，规则:

  ①没有特别阐明情况下，所施加的励是振幅为1.5mm、频率在10~40Hz之间；

  ③实验中上、下侧的压电振子在相同条件下的幅频特性根本共同，故仅测验上侧压电振子开路电压的峰峰值；

  ④有用频带指输出电压大于10V所对应的频率区间，有用带宽指有用频带的宽度；

  柔性梁在固定端的辅佐梁如图4.8所示，其由一根0.1mm厚的中心梁和两根0.2mm厚的附加梁张贴而成，两边的附加梁恒长为80mm，柔性梁长(未张贴有附加梁的中心梁的长度)为l1。

  当L0从0添加至10mm，俘能器固有频率从26Hz下降至23.5Hz，最大电压从89.6V减小至88V。图4.9(b)给出了弱磁耦合条件下梁总长1=100mm、l1不一起的幅频特性曲线mm，俘能器固有频率从20Hz下降至17Hz，最大电压从37.2V添加至41.6V。

  当其由三根厚度均为0.3mm的矩形梁张贴而成，中心柔性梁恒长90mm，两边附加梁的长度均为2。别的，预弯压电振子在装置后实测其与辅佐梁滑动触摸的方位距固定端42mm。

  固有频率随附加梁长度的增大而升高、有用带宽随其增大而拓展、最大电压随其增大先减小后增大。比照附加梁长度l2=0mm和55mm可知，增设两根附加梁后俘能器的最大电压从22V上升至44.8V、添加了2倍，有用频带区间从12.7~14.9Hz拓展至18.7~26.3Hz、拓展了3.6倍。

  图4.13给出了柔性梁在中心方位(坐落压电振子和辅佐梁触摸点和固定端之间)时不等厚辅佐梁的结构示意图，其由一根长为90mm、厚度为hs的中心柔性梁及张贴于中心梁两边厚度均为03mm的附加梁构成。柔性梁(未张贴有附加梁的中心梁)恒长为10mm。

  图4.14为水平耦合间隔d1=12.5mm、竖直耦合间隔h1=0mm、耦合角a=0°鼓励振幅为3mm、柔性梁厚度h3=0.3mm、装置间隔L3不一起单磁耦合俘能器的幅频特性曲线mm时，俘能器的固有频率分别为16HZ、10Hz及10Hz、最大电压分别为58.4V、32V及28.8V。固有频率随装置间隔L3的增大而下降、最大电压随其增大而减小。图4.15为d1=12.5mm、h1=0mm、a1=0、鼓励振幅为3mm、柔性梁厚度h3及装置间隔L3;不一起单磁耦合俘能器的幅频特性曲线组都有较低的呼应频率，其间柔性梁厚度h03=0.2mm、装置间隔L3=10mm时，俘能用具有较低的呼应频率和较宽的有用频带。

  柔性梁在自在端、其它参数不变时，经过减小柔性梁长度，能大大的进步俘能器的固有频率、拓展有用带宽，取得较好的低频段呼应。

  柔性梁在固定端、其它参数不变时，经过添加柔性梁长度lo能愈加进一步下降固有频率，且最大电压几乎不受影响。

  综上所述，在其他条件不变时，经过改动柔性梁的长度、厚度及所在方位能愈加进一步进步俘能器的发电能力。

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