压电悬臂梁振动能量收集器的建模与仿真

摘要

针对双晶片悬臂梁式压电能量收集器的集总参数模型,考虑质量块质心位移与压电悬臂梁末端位移的关系,对Roundy模型进行了修正,用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对一定尺寸的双晶片悬臂梁式振动能量收集器进行建模仿真,分析了外界激励频率、外接负载电阻和外界激励加速度对于压电能量收集器输出电压和输出功率的影响.针对双晶片悬臂梁压电能量收集器的优化问题,研究了通过改变质量块的形状来改变质心高度对于系统的固有频率和输出电压的影响,发现当质量块的质量不变时,随着质心高度的增加,系统一阶固有频率降低的同时,发电能力也相应提高.