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单晶悬臂式压电俘能器能量输出特性研究任务书

 2020-02-20 08:02  

1. 毕业设计(论文)主要内容:

1.查阅国内外关于单晶悬臂式压电能量采集器及集总元件模型的相关论文文献,了解压电原理、能量管理路工作原理。


2. 建立单晶悬臂式压电俘能器动力学数学模型,基于matlab和龙格库塔算法,实现悬臂式能量采集器动力学特性分析及其输出功率分析。


3.设计单晶悬臂式压电俘能器器件,配置压电俘能器整流电路,表征压电俘能器的输出电压、输出功率。

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1.资料收集阶段
利用proquest博硕士学位论文全文数据库(全文)等数据库,以及中国期刊网等图书馆资源等途径完成相关中英文资料的收集;对于国内论文,主要参考高质量的期刊,以浏览质量较低的期刊为辅。


2. 理论基础学习阶段
熟悉压电能量采集器的本构方程,基于hamilton型泛函,建立单晶悬臂式压电俘能器动力学理论模型。


3.动力学数学模型求解阶段
基于matlab软件,利用分离变量法和龙格库塔算法,求解悬臂式压电俘能器动力学方程,获得开路电路电压输出公式。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

2019.01---2019.03 阅读相关文献,并完成外文文献翻译工作;
2019.03---2019.04 基于matlab,完成单晶悬臂式压电俘能器动力学模型构建及求解;
2019.04---2019.05制备单晶悬臂式压电俘能器器件,配置压电俘能器整流电路,表征压电俘能器输出电压、输出功率;
2019.05---2019.06撰写论文,并完成论文答辩工作。

4. 主要参考文献

[1]Kim H S, Kim J H, Kim J. A review of piezoelectric energy harvesting based on vibration[J]. International journal of precision engineering and manufacturing, 2011, 12(6): 1129-1141.
[2] 沙山克#8226;普里亚(S.Priya) (作者), 丹尼尔#8226;茵曼(D.J.Inman) (作者), 黄见秋 (译者), 黄庆安 (译者).能量收集技术[M].东南大学出版社,2011.
[3] Ajitsaria J, Choe S Y, Shen D, et al. Modeling and analysis of a bimorph piezoelectric cantilever beam for voltage generation[J]. Smart Materials and Structures, 2007, 16(2): 447.
[4] Hwang G T, Park H, Lee J H, et al. Self‐powered cardiac pacemaker enabled by flexible single crystalline PMN‐PT piezoelectric energy harvester[J]. Advanced materials, 2014, 26(28): 4880-4887.
[5] Guo L, Qin Y. Modeling and analysis of a bimorph piezoelectric cantilever[C]//Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence (URAI), 2016 13th International Conference on. IEEE, 2016: 248-251.
[6] López-Suárez M, Pruneda M, Abadal G, et al. Piezoelectric monolayers as nonlinear energy harvesters[J]. Nanotechnology, 2014, 25(17): 175401.
[7] CHEN Ying, LU Bingwei, OU Dapeng, FENG Xue. Mechanics of flexible and stretchable piezoelectrics for energy harvesting[J], Science China Physics Mechanics amp; Astronomy, 2015, 58(9):1-13.

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