随机激励下具摩擦非线性电磁能量收集器的最优负载电阻研究

【作者】 田燕萍； 王永；

【机构】 杭州电子科技大学机械工程学院； 浙江大学工程力学系；

【摘要】 本文研究非线性电磁能量收集器的最优负载电阻。研究中,包含了立方非线性刚度和不可避免的库仑摩擦等非线性行为,以及基础激励的随机性特征。首先,结合广义谐和变换及等效非线性技术,发展了机电耦合系统随机响应的近似分析技术。而后,对负载电阻和线圈内阻的比值进行了优化,并给出了相应的最优平均输出功率。研究表明:只有内阻无穷大时,阻抗匹配原则才是正确的;而当内阻趋于零时,最优平均输出功率达到上限。此外,研究了库仑摩擦对最优电阻比和最优平均输出功率的影响,证明了库仑摩擦虽然使最优平均输出功率显著减小,但几乎不会影响最优电阻比。上述研究对电磁式振动能量收集器件的设计具有一定的指导意义。更多还原