机械环境:谐振系统

   谐振采集器受到了各国研究人员的广泛关注。精细的机械加工版本是最早期出现的商业器件,另一方面虽然微加工版本还不成熟,但其是一种提供成本效益生产的方法。它们的功率等级需要被提高,可靠性需要被提高。 OPA2228P大部分小型化的能量采集器(≈1cd)可提供数十到数百微瓦范围的功率,谐振频率通常为几十或几百赫兹。本章参考文献对现有的惯性采集器的性能进行了综述。

   本节首先对惯性能量采集器的基本原理进行阐述c然后,讨论3个主要种类的电机械换能器,并针对已有器件进行说明。最后,详细阐述惯性采集器输出功率的优化方法c 普遍原理:谐振惯性振动采集器的普遍原理可以通过图9.13给出的一个集总模型理解。机械谐振器由一个质量块倪代替,质量块被连接到一个刚度为屁的悬置元件上。寄生耗散被阻尼系数为Dv的阻尼器引进。封装受制于振动z(莎),由于惯性,质量块发生了相对平衡位置的位移,位移量为z(莎)。质量块m被连接到一个电机械换能器上,用于图9将质量块携带的动能转移到电力负载电路,之后能成为供电的应用或者能量存 储系统。

    在一个封装好的参考框架内,控制系统动力学的微分方程可以表示,F是换能器产生的用来反作用质量块位移的力,采集的能量通过计算F的做功来获得。

   采用一级近似,电机械传感器和回路电流的联系由黏滞阻尼器De代替,产生了一个与质量块的速度成正比的力。在电气领域,黏滞阻尼器相当于一个电阻器。采集的功率P相当于在De耗散的功率。