1. 研究目的与意义（文献综述）

1. 选题目的及意义（含国内外研究现状分析）

1.1俘能器简介

随着石油、煤、天然气等矿物能源的开采，人类社会在一次次工业革命中不断向前迈进。这些天然资源为我们提供了诸多便利，但随着环境污染、资源耗竭等问题的逐步逼近，我们开始意识到可持续发展的重要性。于是人们在逐渐尝试用转换效率更高的电力代替各类燃料，让家具电气化、让工业自动化的同时，也在努力利用太阳能，风能，废热，声学等曾被忽视的能源向电能进行转换。

在过去的二十年内，人们已经对各种转换技术进行深入研究和描述，将能源从结构振动转换为电能。这些研究的主要目的是使独立系统（例如微机电系统、无线传感器网络）自主供电，为其实现主要功能。这些微小型可穿戴设备有望开创智能可穿戴技术的新时代，减少资源损耗和能源空耗，从而变得更加环保。当运用于为数众多的此类电子设备时，传统蓄电池使用寿命变得相当有限，这已经成为微电子设备续航时间的主要限制。在人口众多的情况下，定期更换这种电池可能将是耗时耗力且十分耗费成本的。 基于振动的微型俘能器将是满足电子设备功率使用要求的极具吸引力的替代方案。

俘能器也叫能量采集器，最初的思想来源于水力发电和光伏发电。用于俘能器的转换机制有三种主要类型：磁电，压电和静电。磁电和压电是振动俘能器广泛使用的转换技术，因为它们具有高功率收集能力和功率密度，以下针对这两种俘能器做主要介绍。

2. 研究的基本内容与方案

2. 研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1研究内容

1、提出一种基于“t形”悬臂梁形式的磁电俘能器设计方案，具体介绍该俘能器的结构设计、整流电路的设计以及工作原理。其结构主要由以下部分组成：

外部框架、黄铜材质的“t形”悬臂梁、附着于悬臂梁顶端的电线圈、四块与外部框架相对固定的矩形永磁铁（ndfeb）、起固定和改善磁路作用的背铁条、与线圈相连的整流电路、电能收集装置（电容和电源）等。

2、熟悉悬臂式磁电俘能器的工作原理，初步建立适用于分析的物理模型，导出电压输出计算公式；基于hamilton型泛函，建立“t形”悬臂式磁电俘能器的动力学数学模型；基于matlab，模拟背铁厚度、气隙间距、振动加速度等参数变化实现磁电俘能器的动力学特性分析，并模拟外接负载电阻、外界激励频率等参数的变化实现磁电俘能器的输出特性分析。

3. 研究计划与安排

3. 进度安排

第1至2周：收集与磁电俘能器相关参考文献、期刊、论文，了解磁电俘能器的国内外研究现状和未来发展趋势。选取英文文献一篇，完成翻译工作。

第3周：通过查阅文献，对研究的内容和方向有了大致的了解，初步确定研究方案，撰写开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

4. 参考文献

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