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压电层合圆板采集器的系统辨识与非线性响应

袁天辰  陈立群  
【摘要】:本文研究了一种基于压电层合圆板结构的振动能量采集器。该采集器主要由压电层合圆板、夹紧钢环和配重质量组成。提出基于希尔伯特变换一种非参数压电振动能量采集器的辨识方法,利用时域响应信号辨识得到采集器的刚度、阻尼、机电耦合和电容函数,提出利用一类改进的双曲正切函数进行实验数据散点的函数拟合。将Harmonic balance-alternating frequency/time domain method(HB-AFT)拓展到压电采集器的非线性分析中,成功求解了含有复杂非多项式形式的层合圆板采集器控制方程。迭代求解过程中引入了弧长延伸法,采集器的实验辨识结果和半解析分析结果均表明:该采集在小激励下呈现软特性,频响曲线向左弯曲;在大激励下呈现硬特性,频响曲线向右弯曲并伴有跳跃现象。

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