检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

压电能量采集技术研究

火力与指挥控制 2013年第11期38卷 1-4,9页

作者：张利伟郑国强李济顺河南科技大学电子信息工程学院河南洛阳471003 河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003

环境中的振动无处不在,压电元件能将外部的振动机械能转换为电能,实现微机电系统、无线传感器网络、嵌入式系统的电源供给,延长设备的使用寿命,降低成本。首先简要讨论了压电能量采集技术的基本原理和机电耦合模型,根据控制方法的特征,... 详细信息

环境中的振动无处不在,压电元件能将外部的振动机械能转换为电能,实现微机电系统、无线传感器网络、嵌入式系统的电源供给,延长设备的使用寿命,降低成本。首先简要讨论了压电能量采集技术的基本原理和机电耦合模型,根据控制方法的特征,将压电能量采集技术划分为3类:主动技术、半主动技术和主动技术,然后分别阐述这3类压电能量采集技术的电路模型和实验结果,最后展望了未来压电能量采集技术的发展方向。

关键词：压电元件能量采集技术电源供给机电耦合模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

自供能传感器能量采集技术的研究现状

微纳电子技术 2018年第4期55卷 265-275,283页

作者：杜小振张龙波于红曾庆良山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590 中国石油大学(华东)理学院山东青岛266580

归纳了国内外自供能微电源技术的研究现状,阐述了环境能量采集技术结构设计与能量转换机理。当前能量采集器主要依靠特殊功能材料完成能量转换,耦合方式包括：压电效应、磁致伸缩效应、摩擦发电效应、热释电效应、静电效应、光电效应等... 详细信息

归纳了国内外自供能微电源技术的研究现状,阐述了环境能量采集技术结构设计与能量转换机理。当前能量采集器主要依靠特殊功能材料完成能量转换,耦合方式包括：压电效应、磁致伸缩效应、摩擦发电效应、热释电效应、静电效应、光电效应等。能量来源包括：振动机械能、磁场能、摩擦能、温差能、风能、海洋能和太阳能等。能量采集器的结构形式有单一能量转换和复合能量转换等。为了提高能量采集装置的发电性能,研究重点是结构优化设计、换能材料改性、降低储能电路自损耗等。自供能微电源未来的发展趋势包括增强环境自适应能力、改进自供电能量转换效率、加快实用化步伐等。

关键词：能量采集技术低功耗系统环境能源微机电系统(MEMS) 微电源

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

引信气流致振压电发电机振动能量采集技术

引信气流致振压电发电机振动能量采集技术

作者：曲威南京理工大学

学位级别：硕士

引信气流致振压电发电机是一种利用弹丸飞行中迎面气流激振的振动型压电发电机,具有结构简单、体积小、换能效率高等特点。它综合了振动压电发电、风力发电技术的优点和应用优势,是引信供电电源的首选。论文以“引信气流致振压电发电机... 详细信息

引信气流致振压电发电机是一种利用弹丸飞行中迎面气流激振的振动型压电发电机,具有结构简单、体积小、换能效率高等特点。它综合了振动压电发电、风力发电技术的优点和应用优势,是引信供电电源的首选。论文以“引信气流致振压电发电机”为研究对象,针对压电发电机的能量转换效率和能量管理问题,在课题组前期研究的基础上,重点开展提高输出功率的能量采集技术,并设计满足引信电路供电需要的振动压电能量采集接口电路。首先,分析小口径弹药引信用电源的军事需求,得出现代引信对电源的要求：通过对气流致振压电发电机研究关键问题的分析,得出本文研究振动压电能量采集技术的关键问题。论述了气流致振压电发电机振源特征及其振动能量转换模型。根据气流致振压电发电机的工作原理,叙述了管内流旋涡脱落现象和旋涡致振原理,解释了产生管内脉动湍流、流体动力主动声源、声音致振结构的周期性振动机理。在稳态正弦振动激励下,采用压电能量采集方法设计各种能量采集电路。在介绍传统振动压电能量采集方法的基础上,设计了相应的负载稳定直流供电的压电能量集成稳压型采集电路、功率因数校正改进电路和低功耗冗余储能同步电荷能量采集电路,以满足给负载连续稳定地供电的要求。并对所设计的电路进行了负载响应时间、带负载能力的模拟实验和性能参数测试。实验结果表明,冗余储能同步电荷能量采集电路的带负载能力最强,并且输出功率最大;传统集成稳压电路的负载响应时间最小。本文的研究方法与结果,为气流致振压电发电机的振动压电能量采集技术研究与实验提供了一定的理论参考,为提高振动能量采集技术的进一步研究和设计提供了参考。

关键词：气流致振压电发电机能量采集技术冗余储能同步电荷能量采集电路

用于无线传感器网络节点供电的热电能量采集MPPT技术研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

用于无线传感器网络节点供电的热电能量采集MPPT技术研究

作者：陈伟楠华北电力大学

学位级别：硕士

现阶段很多无线传感器网络(Wireless Sensor Network-WSN)节点依然采用电池供电的方法,电池供电有着需要人工更换电池的缺点,能量采集技术是一种很有发展前景的对电池供电的替代方法。环境中存在多种不同的能量来源可供能量采集技术使用... 详细信息

现阶段很多无线传感器网络(Wireless Sensor Network-WSN)节点依然采用电池供电的方法,电池供电有着需要人工更换电池的缺点,能量采集技术是一种很有发展前景的对电池供电的替代方法。环境中存在多种不同的能量来源可供能量采集技术使用,如太阳能、风能、振动能等,但由于工业场所中的热源丰富,因此本研究着重于热电能量采集。由于现阶段热电模块(Thermoelectric Generator-TEG)的输出功率不足以满足WSN节点的需要,因此提高TEG的能量转换效率变得极为重要。对于TEG,常用的有效的提高其输出效率的方法为对其输出进行最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking-MPPT)。最经典的应用于TEG的MPPT方法为内阻匹配法和扰动观测法,这两种方法有各自的优缺点。内阻匹配法的优点为实现简单,追踪速度快,达到最大功率点(Maximum Power Point-MPP)后输出稳定;缺点是在其追踪过程中需要断开TEG和负载的连接,造成了能量浪费和输出的波动。扰动观测法的优点为无需断开TEG和负载的连接和追踪精度高;缺点是由于扰动的引入使系统达到MPP后输出存在小范围的波动和追踪速度较慢。本文提出了一种新的MPPT方法并通过仿真和实验对其进行了验证,该方法将粗调和细调相结合以提高TEG的能量转换效率。本文的具体工作内容如下:1.基于实验拟合得到了TEG-287-1.0-1.3热电模块的温度-输出电压模型,该模型表达式为简单的二元平面线性方程。得到的拟合函数可决系数=0.9992,与其他研究得到的模型相比,在现有的实验条件下与实验结果最为相符。2.基于得到的TEG输出特性模型提出了一种新的MPPT方法,并对该方法进行了Simulink仿真实验。该MPPT方法由粗调和细调两部分构成,其中粗调为基于得到的TEG温度-输出电压模型的内阻匹配法的改良;细调为扰动观察法的改良。两种方法的改良都克服了经典方法的缺陷,并将两者的优点相结合。通过仿真实验验证了所提出的MPPT方法具有精确性、稳定性和快速性。3.搭建实验平台对MPPT方法的粗调部分进行了可行性实验,在实验台加热温度为150℃,TEG冷端自然散热的实验条件下,与无MPPT相比,MPPT电路使负载上得到的功率提升了99.31%,并且输出稳定。这证明了所提出的粗调方法的可行性和稳定性。

关键词：无线传感器网络(WSN) 热电模块(TEG) 最大功率点跟踪(MPPT) 能量采集技术

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

引信用压电发电机振动能量采集方法研究

引信用压电发电机振动能量采集方法研究

作者：曹奕沈阳理工大学

学位级别：硕士

引信压电发电机是一种利用弹丸飞行过程中产生的振动能量进行发电的供电装置,具有结构简单、体积小、功率密度高等特点,是一种具有开发潜能的新型引信物理电源。论文以引信用压电发电机为研究对象,针对弹丸旋转环境下的能量转换效率及... 详细信息

引信压电发电机是一种利用弹丸飞行过程中产生的振动能量进行发电的供电装置,具有结构简单、体积小、功率密度高等特点,是一种具有开发潜能的新型引信物理电源。论文以引信用压电发电机为研究对象,针对弹丸旋转环境下的能量转换效率及能量输出方式问题,重点开展提高输出功率的能量采集技术研究。基于目前现代引信对物理电源的要求,研究现代引信压电电源能量采集技术的关键问题,设计压电旋转致振模型,并对其振动能量采集性能的进行仿真分析。根据旋转环境中压电材料的能量输出特点,设计一种具有低电压工作模式的压电能量采集电路系统。通过对并联电感同步开关电路的优化,降低了整流过程中的能量损耗,并增加功率因数校正功能,提高能量采集效率。在考虑系统启动或弹丸处于恶劣飞行环境中的低电压输入状态,为系统设计了一种低电压工作模式,保证系统在低电压情况下为有源器件和负载提供电能输出,加快压电能量采集电路系统正常工作的启动速度。在本文设计分析压电能量采集方式的基础上,对设计电路进行仿真,搭建压电旋转致振模型并对其进行实验测试。仿真及实验结果表明,在旋转致振环境中,低电压能量收集电路系统的输出效率得到显著提高,能量收集效率为75.9%,和传统能量收集电路相比,收集效率提高显著。

关键词：压电发电机能量采集技术低电压能量收集

基于EH技术的高压开关柜无线测温预警系统设计

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

微型电脑应用 2022年第4期38卷 69-72页

作者：王智杰韩岩闫冬韩秋轩陈晓东李海涛张亚丽国网山东省电力公司菏泽供电公司山东菏泽274000

为提高高压开关柜无线测温预警能力,引入EH技术,设计高压开关柜无线测温预警系统。采用模糊子空间特征融合方法构建测温数据分布模型,结合模糊信息聚类方法对数据进行分布式特征序列重组,从中提取测温过程的直流调制分量,同时采用自相... 详细信息

为提高高压开关柜无线测温预警能力,引入EH技术,设计高压开关柜无线测温预警系统。采用模糊子空间特征融合方法构建测温数据分布模型,结合模糊信息聚类方法对数据进行分布式特征序列重组,从中提取测温过程的直流调制分量,同时采用自相关匹配检测组件抑制低频扰动带来的干扰。根据高压开关柜温度漂移、扰动多样性特征构建温度线性分析模型,根据无线测温预警分布检测测温特征,在此基础上,采用EH控制技术实现温度预警处理,根据测温特征融合结果实现高压开关柜无线测温和智能预警。仿真实验结果表明,该系统测温结果的准确性和预警实时性较高,且容错性较强,证明该系统具有很高的应用价值。

关键词：能量采集技术高压开关柜无线测温温度预警

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

低频压电式MEMS振动能量采集器研究

压电与声光 2016年第3期38卷 487-491页

作者：李光耀王晓蕾杨杰内蒙古工业大学理学院内蒙古呼和浩特010051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

设计了一种低频压电d31模式的"八悬臂梁-中心质量块"结构微机电系统(MEMS)振动能量采集器,实现环境振动能量向电能的转换。首先利用溶胶-凝胶工艺实现PZT压电薄膜的异质集成制造,单个锆钛酸铅(PZT)压电敏感单元的有效尺寸为935μm×160... 详细信息

设计了一种低频压电d31模式的"八悬臂梁-中心质量块"结构微机电系统(MEMS)振动能量采集器,实现环境振动能量向电能的转换。首先利用溶胶-凝胶工艺实现PZT压电薄膜的异质集成制造,单个锆钛酸铅(PZT)压电敏感单元的有效尺寸为935μm×160μm×1.5μm;然后通过MEMS加工工艺完成器件微结构的加工制造,器件结构有效体积为9.936×10^(-4)cm^3;最后借助振动测试系统对该器件的各项输出性能进行测试。测试结果表明,谐振频率为60Hz、加速度激励为1g(g=9.8m/s^2)时,该能量采集器的输出电压峰-峰值为232mV。在其两端加载3.0 MΩ的负载时最大输出功率为6×10^(-4)μW,输出功率密度为0.604μW/cm^3,PZT压电敏感单元有效面积下的输出功率密度为0.025μW/cm^2。

关键词：压电式微机电系统(MEMS) 振动能量采集技术输出性能

硅基MEMS压电式振动能量采集器设计制造及其性能研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

硅基MEMS压电式振动能量采集器设计制造及其性能研究

作者：杨杰中北大学

学位级别：硕士

MEMS振动能量采集器具有体积小、灵敏度高、可实现微小型化制造、寿命长、环境适应性强、能量密度和转换效率高等特点，它可以通过机械振动能量拾取装置将环境中普遍存在的振动能转换成电能，进而有望全天候地为无线传感器网络节点、野... 详细信息

MEMS振动能量采集器具有体积小、灵敏度高、可实现微小型化制造、寿命长、环境适应性强、能量密度和转换效率高等特点，它可以通过机械振动能量拾取装置将环境中普遍存在的振动能转换成电能，进而有望全天候地为无线传感器网络节点、野外和植入结构的微系统、各种低功耗电子元件等提供电能。MEMS振动能量采集器有力地推进了低碳经济、清洁能源的发展，已成为微能源技术领域的一个重要发展方向，在MEMS技术发展中具有重要的里程碑意义，对其进行的相关研究工作极具科学意义和发展前景。本文创新性地设计了一种低频压电d31模式的八悬臂梁-中心质量块结构MEMS振动能量采集器，实现将环境中的振动能量向电性能的转换。在每个悬臂梁上都异质集成制备PZT压电功能厚膜层，将所加工制造成的16个PZT压电敏感单元相串联增加了压电发电能量，提高了系统的总体输出电压、机电转化效率、输出功率及输出功率密度;同时，八悬臂梁-中心质量块结构的一阶谐振频率较低，与环境机械振动极易产生共振，更易于产生高密度的电能量。本文硅基MEMS压电式振动能量采集器的研究工作为可再生微能源研究提供了一种新的思路。本文揭示振动驱动下PZT压电功能材料的机电转换效应机理;构建八悬臂梁-中心质量块基础结构压电式力-电转化模型，通过理论计算及MATLAB软件分析器件八悬臂梁-中心质量块微结构的力学行为，利用有限元仿真分析软件ANSYS对八悬臂梁-中心质量块微结构进行静力学仿真分析、模态仿真分析以及谐响应仿真分析，揭示器件结构与一阶谐振频率之间的依赖关系，结合MEMS加工制造工艺限制条件，得到器件微结构的最优尺寸;采用Sol-Gel工艺实现硅基PZT压电厚膜膜的异质集成制造，获得的PZT压电功能厚膜层的高度为3.5μm;结合湿法腐蚀、磁控溅射、干法刻蚀、光刻、剥离等MEMS工艺技术，完成器件基础微结构的设计与MEMS加工制造;利用表面键合、引线键合等器件封装技术完成压电式振动能量采集器的集成封装工作;自主搭建振动测试系统，模拟周围环境中的机械振动，对封装好的器件进行输出电性能的测试与分析。测试结果表明：DeviceA/Device B的一阶谐振频率为16Hz/41Hz、加速度激励为3.0g时，振动能量采集器件的输出电压峰-峰值达到最大166.4mVP-P/264.00mVP-P。在器件两端加载1.20MΩ/3.00MΩ的负载时最大输出功率为73.05×10-2nW/71.85×10-2nW，输出功率密度为37.27nW×cm-3/36.66nW×cm-3，PZT压电敏感单元有效面积下的输出功率密度为30.44nW×cm-2/14.97nW×cm-2。该低频响应、高能量密度输出MEMS压电式振动能量采集器的研究工作为解决无线传感网络节点供电问题奠定理论和技术基础。

关键词：压电式 MEMS 振动能量采集技术输出性能

应用于热带农业的无线传感器网络技术的研究与实现

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

应用于热带农业的无线传感器网络技术的研究与实现

作者：刘佳天津大学

学位级别：硕士

无线传感器网络作为二十一世纪十大新兴技术之一，已在军事、工农业、环境资源监测和智能家居等多个领域得到了广泛的应用，成为国内外信息领域研究的热点。无线传感器网络节点体积小、成本低、自组织、便于维护，尤其适用于农作物的生... 详细信息

无线传感器网络作为二十一世纪十大新兴技术之一，已在军事、工农业、环境资源监测和智能家居等多个领域得到了广泛的应用，成为国内外信息领域研究的热点。无线传感器网络节点体积小、成本低、自组织、便于维护，尤其适用于农作物的生长环境监测、农产品的运输环境监测等一系列农业领域的应用。我国热带地区大力发展现代农业的政策和趋势，促进了将无线传感器网络应用于热带农业领域的相关研究。在这样的现实背景下，本文开展了对应用于热带农业的无线传感器网络的研究和实现。本文基于NS2网络模拟平台，将LEACH协议在NS2中进行扩展，并在此基础上对LEACH协议的簇首选取策略进行修改，添加了对于簇间路由的支持，实现了本文提出的MS-LEACH协议。本文对几种方案下的网络寿命和网络消耗的总能量进行了比较以验证网络性能的提高。并且，本文提出了一种采用BP神经网络对无线传感器网络中太阳能节点的能量进行预测的模型，进行了模型的训练和验证。采用NS2对路由协议进行仿真验证的结果表明，提出的MS-LEACH路由协议能够有效地延长无线传感器网络的使用寿命，太阳能节点通过获取太阳能增加了网络总能量，进一步延长了网络寿命，与LEACH协议相比，采用MS-LEACH协议时网络寿命延长了约36.9%。采用MATLAB对基于BP神经网络的太阳能能量预测模型进行训练和验证的结果表明，预测平均误差基本保持在10%以内，基本达到工程要求，可作为进一步超短时预测的基础。

关键词：无线传感器网络 LEACH路由协议能量采集技术 BP神经网络