振动发电装置的分析与设计开题报告

 2021-08-08 01:08

1. 研究目的与意义

近年来由于集成电路等高新技术的快速发展,人类对能源的消耗也越来越多,机制环保意识也日趋增强,以振动能为代表的各种环保新能源应运而生,扛起了时代的重担。

振动能又不像光能、潮汐能一样受到时间,环境和应用场合的影响,它在我们的生活中无处不在,有利于很好的应对未来的能源危机。

振动发电客服了传统供能方式存在寿命短,需要经常更换等缺点,它们能从环境振动中直接获取能量,具有长寿命,高能量密度,与MEMS系统兼容等优点,有利于实现对供能方式的革新。

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2. 国内外研究现状分析

国外:美国加州伯克力克分校Roundy建立悬臂梁式压电换能结构的Roundy模型。

日本学者Z.J.Wang等采用三步热处理工艺制备了PZT薄膜。

美国麻省理工大学教授Kymissis发明了一种发电鞋。

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3. 研究的基本内容与计划

时间 任务1-2周 撰写文献综述和开题报告3-5周 学习压电效应的基本理论,悬臂梁振动理论方程和压电学相关知识6周 建立起压电振动发电机的数学模型并讲数学模型用 传递函数形式表达7-8周 学习Matlab软件9-10周 完成对压电片的发电能力的仿真和相关调试11-12 设计制作压电能量收集硬件电路13-16 编写毕业设计说明书

4. 研究创新点

利用压电材料的正压电效应以及悬臂梁弯曲振动发电理论公式的相关知识,建立起压振动发电机的数学模型;并将数学模型用传递函数表示;利用Matlab软件按环境下的仿真工具对压电材料的发电能力进行仿真,并相关参数进行调试,以分析各种因素之间的规律以及关系;设计制作压电能量收集的硬件电路。

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