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单电感双源能量协同俘获电路设计 认领
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作者 郑翰泽 夏银水 +2 位作者 王修登 施阁 夏桦康 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期796-803,共8页
多源环境能量俘获正成为环境能量俘获的研究热点。室内存在各种光能和温差热能,通过光电池和温差热电片换能后可获得直流电,但温差热电能在通常情况下因开路电压低而难以俘获,单一的室内光能因能量密度较低也难于俘获。本文提出了基于... 多源环境能量俘获正成为环境能量俘获的研究热点。室内存在各种光能和温差热能,通过光电池和温差热电片换能后可获得直流电,但温差热电能在通常情况下因开路电压低而难以俘获,单一的室内光能因能量密度较低也难于俘获。本文提出了基于单电感的室内光能和温差热电能的双能源协同俘获电路(Dual-source energy Cooperative Harvesting Circuit,DCHC)设计。所提出的DCHC电路,可以在一个电感充放电周期内对光能和热能进行同时俘获,提高能量俘获总量。此外,热能的引入对光能的俘获起到了协同的作用,可以有效提升光能的俘获效率,结果表明,光能俘获峰值效率最高可达86%。 展开更多
关键词 能量俘获 光能 温差热电能 协同俘获
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轨道交通绿色能源采集及应用技术研究综述 认领
2
作者 苏鑫杰 蒋吉清 魏纲 《低温建筑技术》 2020年第9期5-9,13,共6页
城市和城际轨道交通在运营期间会消耗大量能源,但其运营环境中同样有许多富余能量可以采集并加以利用。目前国内外学者对轨道交通系统中的太阳能、热能、风能和振动能采集技术开展了不少研究,主要研究对象为新型发电机或发电元件,研究... 城市和城际轨道交通在运营期间会消耗大量能源,但其运营环境中同样有许多富余能量可以采集并加以利用。目前国内外学者对轨道交通系统中的太阳能、热能、风能和振动能采集技术开展了不少研究,主要研究对象为新型发电机或发电元件,研究方法包括仿真模拟、理论分析、现场或室内试验等。文中基于不同能源类型,对国内外轨道交通绿色能源采集及应用技术研究进行了综述。在调研分析的基础上总结出现有研究及其方法的局限性,并提出对未来研究的展望。 展开更多
关键词 轨道交通 绿色能源 环境富余能量 能源采集
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能量收集分布式检测系统中基于门限的节点能量管理策略 认领
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作者 刘飞 刘向阳 闵刚 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期180-185,共6页
针对能量收集分布式检测系统由于环境能量到达随机造成系统检测性能不稳定的问题,在同时考虑节点能量不确定性、探测能量不确定性、通信能量不确定的前提下,给出了一种基于节点能量使用门限的能量管理策略的确定方法。该方法首先优化探... 针对能量收集分布式检测系统由于环境能量到达随机造成系统检测性能不稳定的问题,在同时考虑节点能量不确定性、探测能量不确定性、通信能量不确定的前提下,给出了一种基于节点能量使用门限的能量管理策略的确定方法。该方法首先优化探测和通信的能量分配方式,然后根据能量到达强度,对有限能量区间进行穷举搜索,确定合理的节点能量使用门限。该方法的优势是确定的策略是一种离线策略,不占用节点通信资源,电池存储能量是唯一执行条件,简单易行。仿真表明该方法确定的节点能量管理策略与“能量到达即使用”的策略相比,有效降低了能量随机到达对系统检测性能的影响,提升了检测系统平均检测性能。 展开更多
关键词 分布式检测 能量收集 能量门限 节点能量管理策略
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基于射频能量采集的Underlay CRN的能效优化 认领
4
作者 田杰 程永生 +2 位作者 肖何 侯冬 解楠 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2020年第3期397-403,共7页
提出一种基于射频(RF)能量采集的认知无线电网络(CRN)架构。次用户(SU)消耗的总能量必须等于或小于采集的总能量,以保护主用户(PU)不受干扰。在满足次用户的服务质量前提下,确定在射频能量采集认知无线网络中最大化能效的最优传输时间... 提出一种基于射频(RF)能量采集的认知无线电网络(CRN)架构。次用户(SU)消耗的总能量必须等于或小于采集的总能量,以保护主用户(PU)不受干扰。在满足次用户的服务质量前提下,确定在射频能量采集认知无线网络中最大化能效的最优传输时间和功率分配。在能效最大化过程中,引入吞吐量约束,找到服务质量和能源消耗之间的平衡。能效优化是一个非线性分式规划问题,使用坐标上升将其分成2个子问题,即给定传输时间下的功率分配与给定功率分配下的传输时间选择,然后使用Charnes-Cooper变形方法将非凸问题转化为一个等价凹问题。仿真结果表明,该方案能够实现有效的能效优化。 展开更多
关键词 能量效率 认知无线电 能量采集 能量因果关系 吞吐量约束
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无线传感器网络中能量问题研究进展 认领
5
作者 於晨阳 《无线通信技术》 2020年第2期41-44,50,共5页
随着无线通信技术的高速发展,无线传感器网络凭借其低成本、低功耗、多功能等特性已经在各个领域中得到广泛应用。然而无线传感器网络中的传感器节点依靠自身携带的电池供电严重影响网络寿命,极大限制了无线传感器网络进一步发展和应用... 随着无线通信技术的高速发展,无线传感器网络凭借其低成本、低功耗、多功能等特性已经在各个领域中得到广泛应用。然而无线传感器网络中的传感器节点依靠自身携带的电池供电严重影响网络寿命,极大限制了无线传感器网络进一步发展和应用。因此,无线传感器网络中的能量问题成为研究热点,本文总结了无线传感器网络中能量问题的现有解决方法、分析其优缺点、介绍最新研究进展并对未来的研究方向进行展望。 展开更多
关键词 无线传感器网络 能量问题 节能 能量收集 无线充电
能量收集和能量协作菱形信道的功率分配策略 认领
6
作者 孙莉 李陶深 王哲 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2020年第3期569-574,共6页
基于能量收集和双向能量协作的菱形信道,提出一种实现系统端到端的吞吐量最大化的功率分配和能量转移策略.该策略将能量收集的高斯菱形信道模型扩展为双向能量协作的菱形通信网络模型,在满足传输节点间能量和数据因果关系约束条件下,构... 基于能量收集和双向能量协作的菱形信道,提出一种实现系统端到端的吞吐量最大化的功率分配和能量转移策略.该策略将能量收集的高斯菱形信道模型扩展为双向能量协作的菱形通信网络模型,在满足传输节点间能量和数据因果关系约束条件下,构建了系统吞吐量优化模型.通过延迟策略将问题分解为功率分配问题和各时隙的能量转移问题,利用定向注水算法求解实际消耗功率分配,原问题的最优解最终通过求解所分离的两个问题获得.仿真结果表明,与基于无能量协作和基于单向能量协作的功率分配策略相比,本文的功率分配策略显著提高了系统的吞吐量. 展开更多
关键词 能量收集 能量协作 最优功率分配 能量转移策略 菱形信道
摩擦纳米发电技术研究进展及其潜在应用 认领
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作者 韩昌报 王嫚琪 +4 位作者 黄建华 郑嘉煜 赵文康 张浩 张永哲 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1103-1127,共25页
摩擦纳米发电(triboelectric nanogenerator,TENG)是一种利用摩擦起电现象实现机械能向电能转化的技术.相比于传统的电磁感应发电技术,TENG具有发电电压高、质量轻、体积小、具有柔性及其形状灵活多变且兼容性高等优点.结合本课题组多... 摩擦纳米发电(triboelectric nanogenerator,TENG)是一种利用摩擦起电现象实现机械能向电能转化的技术.相比于传统的电磁感应发电技术,TENG具有发电电压高、质量轻、体积小、具有柔性及其形状灵活多变且兼容性高等优点.结合本课题组多年来在TENG方面的研究工作,介绍了TENG的4种模式和基本工作原理,并针对其作为功率源、电压源、信号源、控制源等4个方面的研究进展作全面论述,最后对TENG产业化应用前景进行展望. 展开更多
关键词 摩擦纳米发电 能量转换 能源收集 环境处理 自驱动 传感器
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太阳能补给的线型WSN能量高效路由算法 认领
8
作者 李翠然 李昂 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期178-185,共8页
线型无线传感器网络因其拓扑结构和节点能耗不均衡易导致能量空洞现象。针对该问题,构建具有太阳能采集功能的节点能量补给模型,结合节点在信息传输过程中的能量消耗,提出基于均匀节点分簇的路由算法。根据太阳能能量补给具有随机性、... 线型无线传感器网络因其拓扑结构和节点能耗不均衡易导致能量空洞现象。针对该问题,构建具有太阳能采集功能的节点能量补给模型,结合节点在信息传输过程中的能量消耗,提出基于均匀节点分簇的路由算法。根据太阳能能量补给具有随机性、时变性且受天气影响波动大的特点,分别讨论晴天和阴天环境下节点能量采集功率变化趋势和太阳能补给特性,设置4种不同的节点传输阈值并分析其不同取值对网络生命周期、网络剩余能量和数据包传输总量的影响。仿真结果表明,与单跳传输路由算法相比,该算法能够有效均衡节点间的能耗,延长网络生命周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 太阳能 能量补给 路由算法 阈值
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悬臂梁式压电能量采集效率的理论与实验研究 认领
9
作者 雷先华 吴义虎 +1 位作者 朱石沙 钱学朋 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第11期18-20,24,共4页
为将环境中存在的振动噪声能量收集并转换为适用微电子系统的能源。采用PZT—5H压电片设计一种悬臂梁式能量采集装置,并对压电振子的前三阶模态和振型以及尺寸因数进行有限元分析,搭建实验台对其能量采集效率进行实验研究。结果表明:压... 为将环境中存在的振动噪声能量收集并转换为适用微电子系统的能源。采用PZT—5H压电片设计一种悬臂梁式能量采集装置,并对压电振子的前三阶模态和振型以及尺寸因数进行有限元分析,搭建实验台对其能量采集效率进行实验研究。结果表明:压电振子固有频率与长度成反比,与其厚度和宽度成正比;当系统一阶固有频率和外界激励频率相等或者接近时,能量采集效率将达到最大。可通过改变压电振子固有频率来更好地匹配外界振动源,从而提高能量采集效率,为设计给微机电系统供电的压电能量采集装置提供理论依据。 展开更多
关键词 压电悬臂梁 能量采集 模态分析 振动能量
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文章速递基于无线体域网的能量协作-收集转发协议 认领
10
作者 李志军 刘丹 +2 位作者 孙铁刚 邵美琪 胡封晔 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第12期98-103,共6页
能量协作是无线体域网的关键和热点问题,通过对基于能量收集的无线体域网能量协作问题研究,在无线体域网能量收集的通信系统中提出了一个能量协作的收集和转发协议,在该能量协作收集转发机制下推导并优化了通信系统的吞吐量。通过仿真... 能量协作是无线体域网的关键和热点问题,通过对基于能量收集的无线体域网能量协作问题研究,在无线体域网能量收集的通信系统中提出了一个能量协作的收集和转发协议,在该能量协作收集转发机制下推导并优化了通信系统的吞吐量。通过仿真实验来验证该能量协作收集转发机制对吞吐量性能的影响,仿真结果表明,通信性能不仅与传输功率有关,而且与通信时隙的活跃时间有关,验证了在实际的能量收集设备之间应用能量协作提高通信性能的有效性。 展开更多
关键词 无线体域网 能量协作 能量收集
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基于能量采集的分布式时分多址协议 认领
11
作者 徐娟 张茸 +1 位作者 阚佳丽 张妍 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期1393-1403,共11页
纳米节点利用太赫兹通信能获得极高的传输速率,节点间的通信以及协调访问太赫兹信道都需要媒质接入控制(medium access control,MAC)协议.由于太赫兹信道的分子吸收噪声和纳米设备资源受限等特性,经典的MAC协议已不再适用.针对基于时域... 纳米节点利用太赫兹通信能获得极高的传输速率,节点间的通信以及协调访问太赫兹信道都需要媒质接入控制(medium access control,MAC)协议.由于太赫兹信道的分子吸收噪声和纳米设备资源受限等特性,经典的MAC协议已不再适用.针对基于时域扩展开关键控(time spread on-off keying,TS-OOK)的太赫兹传感器网络的数据传输存在连续碰撞的问题以及纳米节点能量非常有限的问题,提出一种基于能量采集的分布式时分多址协议(distributed energy harvesting-based time division multiple access,DEH-TDMA).该协议引入压电式纳米能量采集系统,首先将纳米节点剩余能量和缓存区的数据包数量作为状态信息构建Markov决策过程模型,并根据节点的数据包传输量和能耗来设计收益函数,然后求解出最优策略,最终纳米节点根据自身状态和最优策略动态接入信道.仿真结果表明该协议在延长网络生命周期方面存在优势. 展开更多
关键词 纳米网 太赫兹带 媒质接入控制 时分多址 能量采集
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基于注射机健康监测的能量俘获技术研究 认领
12
作者 秦志新 裴东兴 郭树杰 《塑料科技》 CAS 北大核心 2020年第5期95-98,共4页
结合悬臂梁结构提出一种注射机非线性压电式能量俘获系统。针对能量俘获系统,基于非线性理论和压电方程,建立系统控制方程。采用Matlab软件对系统输出进行模拟仿真实验。模拟实验结果表明:在0.5 g幅值和0~80 Hz频率的加速度扫频激励下,... 结合悬臂梁结构提出一种注射机非线性压电式能量俘获系统。针对能量俘获系统,基于非线性理论和压电方程,建立系统控制方程。采用Matlab软件对系统输出进行模拟仿真实验。模拟实验结果表明:在0.5 g幅值和0~80 Hz频率的加速度扫频激励下,所设计非线性系统的输出电压有效宽度能达到20 Hz,最大幅值能达到50 V,相对于线性系统输出电压最大值39 V和频带范围2 Hz,所设计的系统输出性能有明显提高。 展开更多
关键词 注塑机 能量俘获 状态检测 非线性
雷诺数对于方柱流致振动能量收集系统的影响 认领
13
作者 韩鹏 潘光 +1 位作者 黄桥高 施瑶 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期928-936,共9页
在来流作用下,相较于圆柱,方形柱体会发生更为明显的振动响应,其具备良好的海洋能量收集特性。针对方柱流致振动能量收集系统展开数值模拟研究,结合SST k⁃ω湍流模型求解URANS方程来获得流场信息,并通过Newmark⁃β方法求解固体振动方程... 在来流作用下,相较于圆柱,方形柱体会发生更为明显的振动响应,其具备良好的海洋能量收集特性。针对方柱流致振动能量收集系统展开数值模拟研究,结合SST k⁃ω湍流模型求解URANS方程来获得流场信息,并通过Newmark⁃β方法求解固体振动方程。计算方法与实验数据及其他仿真模拟结果进行了对比,取得了良好的一致性。文章所选取的雷诺数范围为24000~160000,相应折合速度为3<Ur<20。结果表明,雷诺数对方柱的频率响应、振幅响应、脱涡模式以及能量获取效率均有不可忽视的影响。当雷诺数为88000时整个系统能量收集效率最高,为7.156%;在雷诺数大于120000后,方柱由涡激振动转向驰振,其振动响应及能量收集特性发生大幅变化,在雷诺数超过144000后方柱进入完全驰振状态。 展开更多
关键词 涡激振动 驰振 海流能能量捕获 雷诺数 方柱
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全双工能量受限中继网络的安全波束成形设计 认领
14
作者 陈佩佩 李陶深 +1 位作者 葛志辉 方兴 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期59-65,79,共8页
为了解决全双工能量受限中继网络的无线物理层安全问题,提出了一种基于能量和信息联合传输的安全波束成形方法.在满足中继节点和能量收集节点收集能量的约束条件下,通过联合优化能量信号协方差矩阵、波束成形矩阵和功率分配因子,实现了... 为了解决全双工能量受限中继网络的无线物理层安全问题,提出了一种基于能量和信息联合传输的安全波束成形方法.在满足中继节点和能量收集节点收集能量的约束条件下,通过联合优化能量信号协方差矩阵、波束成形矩阵和功率分配因子,实现了系统安全速率最大化.目标问题是非凸的,采用分步优化方法将原始问题转化为2个子问题.将第1个子问题转化为双层优化问题,外层优化问题采用一维搜索求解,内层优化问题采用半定松弛技术解决;然后通过一维搜索得到第2个子问题的最优解.仿真结果表明,提出的方法显著提高了系统的安全速率. 展开更多
关键词 能量收集 信息和能量联合传输 波束成形 物理层安全 全双工中继
κ-μ衰落下能量采集认知中继网络性能分析 认领
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作者 罗轶 施荣华 +1 位作者 董健 王雨婷 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期52-59,共8页
针对能量受限认知中继网络覆盖范围小、生存周期短和链路信道衰减多样化的问题,研究了能量采集多跳认知中继网络在κ-μ衰落信道下的中断性能。首先采用κ-μ分布表征多种单一和混合的视距和非视距衰落信道场景;然后构建专用功率信标辅... 针对能量受限认知中继网络覆盖范围小、生存周期短和链路信道衰减多样化的问题,研究了能量采集多跳认知中继网络在κ-μ衰落信道下的中断性能。首先采用κ-μ分布表征多种单一和混合的视距和非视距衰落信道场景;然后构建专用功率信标辅助能量采集的衬底式多跳译码转发认知中继网络模型;推导了次网络在κ-μ衰落信道下的精确和渐近统一中断概率解析式。仿真结果表明,在各种衰落信道场景情况下,功率信标信号功率和/或主网络干扰约束的增大将使次网络中断概率单调下降并趋于饱和。当主网络干扰约束较低时,网络链路信道状况的恶化将降低次网络中断概率;而当主网络干扰约束较高时,网络链路信道状况的改善将提升次网络中断性能。根据衰落信道场景类型来合理设置跳数和能量采集比率,将降低次网络中断概率。 展开更多
关键词 κ-μ分布 衰落信道 能量采集 认知中继网络 中断性能
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直线发电机在流致振动潮流能发电装置中的应用研究 认领
16
作者 谭俊哲 王保振 +3 位作者 王树杰 袁鹏 郑志爽 蔡云雯 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期9-14,共6页
研制直线发电机,并与流致振动潮流能转换装置相结合,探索直线发电机在流致振动潮流能发电领域的应用可行性。通过理论分析推导出流致振动潮流能发电装置的有效发电功率,建立能量转换系统数学模型,在振子直径D为0.12 m、系统刚度k为600 ... 研制直线发电机,并与流致振动潮流能转换装置相结合,探索直线发电机在流致振动潮流能发电领域的应用可行性。通过理论分析推导出流致振动潮流能发电装置的有效发电功率,建立能量转换系统数学模型,在振子直径D为0.12 m、系统刚度k为600 N/m、流速v为0.50~0.75 m/s工况下计算该装置的振子振幅、频率及发电功率,并在相同工况下进行流致振动潮流能发电装置的水槽试验,试验结果与数值仿真结果的变化趋势基本吻合。 展开更多
关键词 潮流能 能量转换 流致振动 直线发电机 水槽试验
自驱动植入式能源收集器件的研究进展 认领
17
作者 李舟 李喆 刘儒平 《集成技术》 2020年第1期12-27,共16页
植入式医疗电子器件对于人体健康监测及治疗至关重要,其正常运转需要外界电池供能,而电池电能耗尽后需要二次手术更换,该过程会对病人身心造成二次伤害并带来沉重的经济负担。人体运动的机械能和体内的化学能,如心跳、呼吸、血液循环和... 植入式医疗电子器件对于人体健康监测及治疗至关重要,其正常运转需要外界电池供能,而电池电能耗尽后需要二次手术更换,该过程会对病人身心造成二次伤害并带来沉重的经济负担。人体运动的机械能和体内的化学能,如心跳、呼吸、血液循环和葡萄糖的氧化还原等,都具有转化为电能的潜力。近年来,自驱动能源收集技术的不断发展使得体内能量被有效收集后,可为植入式医疗电子器件供能。自驱动植入式能源收集器件主要包括压电纳米发电机、摩擦纳米发电机、光伏电池、热释电发电机、自驱动腕表、生物燃料电池和耳蜗内电位收集器等。该文讨论了植入式能源收集器件的种类、代表性应用及现存的挑战,并对其未来的应用进行了展望。 展开更多
关键词 能源收集 自驱动器件 植入式电子医疗器件 在体
三稳态能量收集系统的同宿分岔及混沌动力学分析 认领
18
作者 李海涛 丁虎 +1 位作者 陈立群 秦卫阳 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2020年第12期1311-1322,共12页
通过考虑动力系统平衡点的变化,构建了三稳态能量收集装置,分析了系统的同宿分岔和混沌等非线性动力学行为,全面研究了势能函数形状对压电能量收集系统响应的影响规律.建立了三稳态能量收集系统的集中参数模型,基于Padé逼近方法得... 通过考虑动力系统平衡点的变化,构建了三稳态能量收集装置,分析了系统的同宿分岔和混沌等非线性动力学行为,全面研究了势能函数形状对压电能量收集系统响应的影响规律.建立了三稳态能量收集系统的集中参数模型,基于Padé逼近方法得到了同宿轨道解析形式的表达式.根据Melnikov理论发展了能量收集系统同宿分岔以及混沌动力学的定性研究方法,得到了发生同宿分岔的阈值曲线.利用分岔图、最大Lyapunov指数和相平面图等数值方法验证解析结果,当激励幅值超过Melnikov临界阈值时,系统由阱内运动演变为大幅阱间振动.结果表明,调整对称的稳定平衡位置至非对称情形将导致三稳态能量收集系统非线性动力学行为的变化,不仅使系统在低激励强度下实现大幅阱间跳跃,还抑制了混沌响应产生,相关结果为实现优化能量输出效率提供了一定的理论参考. 展开更多
关键词 三稳态 能量收集 MELNIKOV函数 同宿分岔
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悬臂梁挠曲电俘能器的力电耦合模型及性能分析 认领
19
作者 陈春林 李肇奇 +2 位作者 梁旭 胡淑玲 申胜平 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期159-169,共11页
挠曲电效应指应变梯度在电介质中引起的电极化现象,是一种普遍存在的力电耦合行为.应变梯度与材料的尺寸成反比,因此挠曲电效应有望在纳米尺度主导材料的物理性质,尤其是力电耦合性能.论文建立了悬臂梁挠曲电俘能器的理论模型,基于哈密... 挠曲电效应指应变梯度在电介质中引起的电极化现象,是一种普遍存在的力电耦合行为.应变梯度与材料的尺寸成反比,因此挠曲电效应有望在纳米尺度主导材料的物理性质,尤其是力电耦合性能.论文建立了悬臂梁挠曲电俘能器的理论模型,基于哈密顿原理得到了悬臂梁挠曲电俘能器的控制方程和相应的边界条件;进一步,得到了悬臂梁挠曲电俘能器的输出电压频率响应和功率密度频率响应随悬臂梁的振动频率、外电路阻抗、挠曲电层厚度以及弹性层模量的变化规律.聚偏氟乙烯和环氧树脂层合挠曲电悬臂梁俘能器模型的数值结果表明输出电压频率响应和功率密度频率响应在共振频率点取得最大值,且随着各阶模态对应的共振频率的增加悬臂梁挠曲电俘能器的输出电压和功率密度均增加.此外,计算结果还表明悬臂梁俘能器存在最佳匹配阻抗,在匹配阻抗附近悬臂梁俘能器的输出功率密度随挠曲电层厚度的减小而增大,表现出明显的尺寸效应.并且输出电压随弹性层模量的增大而减小.论文工作提供了一种基于挠曲电效应的悬臂梁俘能器的理论模型,为悬臂梁俘能器的设计提供了理论依据. 展开更多
关键词 挠曲电效应 悬臂梁 力电耦合 能量收集 模态分析
无线能量收集驱动的铁路物联网中断性能分析 认领
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作者 马佳星 熊轲 +2 位作者 张煜 钟章队 倪强 《物联网学报》 2020年第3期52-59,共8页
基于铁路物联网场景分析了无线射频能量站(PB,power beacon)辅助的中继网络在莱斯衰落信道下采用半双工解码转发中继模式的系统中断性能。针对铁路场景中的设备供能问题,如电池更换困难、管理开销大、布线困难等,将无线能量收集应用于... 基于铁路物联网场景分析了无线射频能量站(PB,power beacon)辅助的中继网络在莱斯衰落信道下采用半双工解码转发中继模式的系统中断性能。针对铁路场景中的设备供能问题,如电池更换困难、管理开销大、布线困难等,将无线能量收集应用于铁路场景,为能量受限的无线设备提供充足且稳定的能量,从而解决传统铁路中的设备供能问题。考虑网络中的源节点和中继节点均为能量受限节点,传输信息的能量都来自在列车上部署的PB发射的无线射频信号。源节点和中继节点先进行能量收集,利用收集的能量,源节点向中继节点发送信息,然后中继节点将接收的信息转发给目的节点。分析推导出了该网络端到端中断概率及吞吐量的闭合表达式。通过蒙特卡洛仿真验证了理论分析的正确性,并研究了PB发射功率与噪声的比值、莱斯因子K、时间分割因子、传输速率以及相对位置等因素对端到端中断概率和吞吐量的影响。当列车处于源节点和中继节点的中点位置时,系统可获得较优的中断和吞吐量性能。 展开更多
关键词 能量收集 能量站 莱斯衰落信道 半双工 中断概率 吞吐量 铁路物联网
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