| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 第一章 引言 | 第10-22页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-19页 |
| 1.2.1 压电材料和结构的研究进展 | 第11-15页 |
| 1.2.2 压电俘能器能量管理电路的研究现状 | 第15-18页 |
| 1.2.3 压电能量收集技术的应用现状 | 第18-19页 |
| 1.3 本文研究的主要内容 | 第19-22页 |
| 第二章 压电叠堆俘能器的理论推导及仿真研究 | 第22-42页 |
| 2.1 压电效应和压电方程 | 第22-24页 |
| 2.1.1 压电效应 | 第22-23页 |
| 2.1.2 压电方程 | 第23-24页 |
| 2.2 压电叠堆俘能器的性能参数与单自由度模型分析 | 第24-28页 |
| 2.2.1 压电叠堆俘能器的性能参数分析 | 第24-26页 |
| 2.2.2 存储在压电叠堆俘能器上的电能分析 | 第26页 |
| 2.2.3 压电叠堆俘能器的单自由度模型分析 | 第26-28页 |
| 2.3 压电俘能器的电能输出分析 | 第28-34页 |
| 2.3.1 压电叠堆俘能器外接负载电阻时的能量输出分析 | 第28-29页 |
| 2.3.2 压电叠堆俘能器功率输出和最优匹配负载的确定 | 第29-30页 |
| 2.3.3 压电叠堆俘能器内部产生电能的分析 | 第30-31页 |
| 2.3.4 压电叠堆俘能器的等效电路模型 | 第31-34页 |
| 2.4 压电叠堆俘能器的有限元仿真 | 第34-41页 |
| 2.4.1 有限元软件COMSOL Multiphysics的分析过程概述 | 第34-35页 |
| 2.4.2 压电俘能器有限元模型的选择与材料参数的设置 | 第35-37页 |
| 2.4.3 压电俘能器初始条件和边界条件的设置 | 第37-38页 |
| 2.4.4 压电俘能器的网格划分 | 第38页 |
| 2.4.5 压电俘能器的仿真结果分析 | 第38-41页 |
| 2.5 本章小结 | 第41-42页 |
| 第三章 压电俘能器的发电性能实验研究 | 第42-60页 |
| 3.1 压电叠堆俘能器的制备 | 第42-45页 |
| 3.1.1 压电材料的选择 | 第42页 |
| 3.1.2 压电俘能器外形尺寸及排布方式的选择 | 第42-43页 |
| 3.1.3 压电俘能器的制备工艺流程 | 第43-44页 |
| 3.1.4 实验用的压电俘能器的几何结构和性能参数 | 第44-45页 |
| 3.2 压电俘能器受周期载荷加载的实验研究 | 第45-52页 |
| 3.2.1 周期载荷 | 第45-46页 |
| 3.2.2 压电俘能器受周期载荷作用实验平台的搭建 | 第46页 |
| 3.2.3 压电俘能器受周期载荷作用的实验结果分析 | 第46-52页 |
| 3.3 压电俘能器受冲击载荷加载的实验研究 | 第52-57页 |
| 3.3.1 落锤冲击实验装置中夹具的设计与实验平台的搭建 | 第53页 |
| 3.3.2 俘能器受落锤冲击实验结果分析 | 第53-57页 |
| 3.4 本章小结 | 第57-60页 |
| 第四章 用于煤机装备的无线自供能监测系统的设计及实验研究 | 第60-76页 |
| 4.1 采煤机截齿上无线自供能监测系统的设计 | 第60-70页 |
| 4.1.1 采煤机截齿上无线自供能监测系统的组成 | 第60-62页 |
| 4.1.2 压电俘能器模块 | 第62页 |
| 4.1.3 LTC3588能量采集芯片的原理及电路仿真 | 第62-66页 |
| 4.1.4 LTC4071电池管理芯片原理 | 第66-68页 |
| 4.1.5 信号处理模块 | 第68页 |
| 4.1.6 Zig Bee无线传输模块 | 第68-70页 |
| 4.2 基于压电俘能器的液压俘能系统的设计及实验研究 | 第70-72页 |
| 4.2.1 基于压电俘能器的液压系统的设计 | 第70-71页 |
| 4.2.2 基于压电俘能器的液压系统的发电实验研究 | 第71-72页 |
| 4.3 用于煤机装备的无线自供能监测系统的实验研究 | 第72-75页 |
| 4.3.1 压电能量采集模块的实验研究 | 第72-73页 |
| 4.3.2 无线自供能监测系统的安装与无线模块的调试 | 第73-75页 |
| 4.4 本章小结 | 第75-76页 |
| 第五章 全文总结与展望 | 第76-80页 |
| 5.1 全文总结 | 第76-78页 |
| 5.2 工作展望 | 第78-80页 |
| 参考文献 | 第80-84页 |
| 致谢 | 第84-86页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和专利 | 第86页 |
| 攻读硕士学位期间参与的课题项目 | 第86页 |
