悬臂梁式压电振动能采集器的建模及实验验证

为了根据环境振动和电学负载的特点对悬臂梁式微型压电振动能采集器进行优化,本文考虑质量块质心与悬臂梁末端的位置差异,建立了在基础激励作用下采集器的运动微分方程和边界条件。通过引入常数,建立了对单压电层、双压电层并联和双压电层串联的3个悬臂梁式微型压电振动能采集器均适用的耦合电路方程,得到了采集器固有频率和振型的表达式,推导了简谐基础激励和任意基础激励作用下的输出电压表达式。实验结果显示,对于3个振动能采集器样机而言,以上固有频率和输出电压表达式的相对误差分别小于10%和20%,表明该模型基本满足微型压电振动能采集器优化设计的要求。