基于田口法的压电振动俘能器尺寸优化

作者：冯逸亭; 刘文光; 吴兴意; 方孟翔; 高铭阳; 鹿青山

来源：传感技术学报, 2023, 36(04): 543-548.

DOI：10.3969/j.issn.1004-1699.2023.04.007

• 振动能量俘获
• 优化设计
• 田口法
• 宽频带

为了拓宽压电俘能器的工作频带和提高发电效率，设计了一种“己”字型压电振动俘能器结构。以俘能器输出电压最大为目标，采用田口法优化了压电振动俘能器结构的尺寸，建立了俘能器的有限元模型，讨论了输出电压和功率的负载阻抗匹配特性及加速度依赖性，通过实验验证了优化结果的准确性以及结构尺寸的合理性。结果表明，俘能器结构的最佳尺寸组合为A3（95 mm）、B3（45 mm）、C1（60 mm）、D2（35 mm）、E1（50 mm）,尺寸A对于俘能器的响应影响最为明显，贡献率达到了26.013%,而尺寸B、C、D、E的影响依次降低，分别为19.062%、18.380%、18.294%、18.252%。研究结果可为压电俘能器结构的动力学优化提供参考。

• 单位
  南昌航空大学