| 中文摘要 | 第3-5页 |
| 英文摘要 | 第5-10页 |
| 1 绪论 | 第10-34页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第10-13页 |
| 1.2 微型压电振动能量收集器的研究现状 | 第13-31页 |
| 1.2.1 器件的理论模型方面 | 第13-16页 |
| 1.2.2 提升器件的机电转换效率方面 | 第16-26页 |
| 1.2.3 提升环境动能的获取效率方面 | 第26-31页 |
| 1.3 存在的问题 | 第31-32页 |
| 1.4 本文研究目标与研究内容 | 第32-33页 |
| 1.5 本章小结 | 第33-34页 |
| 2 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器的结构与机电耦合理论模型 | 第34-72页 |
| 2.1 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器结构与工作原理 | 第34-35页 |
| 2.2 非等截面压电悬臂梁单元的机电耦合理论模型 | 第35-64页 |
| 2.2.1 单自由度双向耦合集总参数模型 | 第36-41页 |
| 2.2.2 基于欧拉-伯努利梁理论的双向耦合分布参数模型 | 第41-51页 |
| 2.2.3 基于Hamilton原理和铁木辛柯梁理论的双向耦合分布参数模型 | 第51-64页 |
| 2.3 机电耦合理论模型分析与验证 | 第64-70页 |
| 2.3.1 模态分析 | 第66-67页 |
| 2.3.2 谐响应分析 | 第67-70页 |
| 2.4 本章小结 | 第70-72页 |
| 3 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器的频带拓展理论模型 | 第72-84页 |
| 3.1 非等截面压电悬臂梁单元碰撞限幅频带拓展非线性机电模型 | 第72-81页 |
| 3.1.1 碰撞限幅频带拓展非线性机电耦合模型建立 | 第73-75页 |
| 3.1.2 碰撞限幅频带拓展非线性机电耦合模型求解 | 第75-79页 |
| 3.1.3 碰撞限幅频带拓展非线性机电耦合模型分析 | 第79-81页 |
| 3.2 碰撞限幅激励下限幅结构单元的电学输出 | 第81-82页 |
| 3.3 本章小结 | 第82-84页 |
| 4 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器的优化设计 | 第84-108页 |
| 4.1 几种典型非等截面压电悬臂梁的压电层轴向应力分布 | 第84-85页 |
| 4.2 常用压电薄膜材料的性能对比分析 | 第85-86页 |
| 4.3 基于AlN薄膜的梯形压电悬臂梁单元性能的影响因素 | 第86-99页 |
| 4.3.1 硅基悬臂梁与各功能层的尺寸对梯形压电悬臂梁单元性能的影响 | 第88-93页 |
| 4.3.2 质量块的尺寸对梯形压电悬臂梁单元性能的影响 | 第93-94页 |
| 4.3.3 压电材料参数对梯形压电悬臂梁单元性能的影响 | 第94-95页 |
| 4.3.4 机械阻尼比对梯形压电悬臂梁单元性能的影响 | 第95-96页 |
| 4.3.5 负载电阻对梯形压电悬臂梁单元性能的影响 | 第96-98页 |
| 4.3.6 阵列单梁数对梯形压电悬臂梁单元性能的影响 | 第98-99页 |
| 4.4 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器优化设计 | 第99-107页 |
| 4.4.1 梯形压电悬臂梁单元的主要技术指标 | 第99-100页 |
| 4.4.2 梯形压电悬臂梁单元的总体优化思路 | 第100页 |
| 4.4.3 梯形压电悬臂梁阵列单元结构参数优化 | 第100-105页 |
| 4.4.4 梯形压电悬臂梁阵列单元限幅高度优化 | 第105-107页 |
| 4.5 本章小结 | 第107-108页 |
| 5 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器的加工工艺 | 第108-120页 |
| 5.1 AlN压电薄膜的晶体结构与结晶取向机理 | 第108-109页 |
| 5.2 AlN压电薄膜的制备与结晶取向影响因素 | 第109-113页 |
| 5.2.1 AlN压电薄膜制备 | 第109-110页 |
| 5.2.2 AlN压电薄膜结晶取向影响因素 | 第110-113页 |
| 5.3 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器加工工艺 | 第113-119页 |
| 5.3.1 梯形压电悬臂梁阵列单元的工艺流程 | 第113-116页 |
| 5.3.2 梯形压电悬臂梁阵列单元的掩膜版设计 | 第116-117页 |
| 5.3.3 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器样机 | 第117-119页 |
| 5.4 本章小结 | 第119-120页 |
| 6 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器的测试与分析 | 第120-138页 |
| 6.1 测试内容与测试方法 | 第120-121页 |
| 6.2 振动性能测试实验平台 | 第121-122页 |
| 6.3 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器相关参数测试与分析 | 第122-126页 |
| 6.3.1 结构尺寸参数测试与分析 | 第122-124页 |
| 6.3.2 AlN薄膜的结晶取向表征 | 第124-125页 |
| 6.3.3 机械阻尼比测试与分析 | 第125-126页 |
| 6.4 梯形压电悬臂梁单元与矩形压电悬臂梁单元输出性能对比 | 第126-128页 |
| 6.5 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器输出性能测试与分析 | 第128-136页 |
| 6.5.1 梯形压电悬臂梁阵列单元输出性能测试与分析 | 第128-133页 |
| 6.5.2 基于梯形悬臂梁阵列的宽频带压电振动能量收集器的输出性能测试与分析 | 第133-136页 |
| 6.6 本章小结 | 第136-138页 |
| 7 结论与展望 | 第138-140页 |
| 7.1 论文的工作总结 | 第138-139页 |
| 7.2 主要创新点 | 第139页 |
| 7.3 后续研究工作展望 | 第139-140页 |
| 参考文献 | 第140-152页 |
| 附录 | 第152-154页 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的学术论文目录 | 第152页 |
| B.作者在攻读博士期间申请的专利及获奖情况 | 第152-153页 |
| C.学位论文数据集 | 第153-154页 |
| 致谢 | 第154页 |
