Page 79 - 《振动工程学报》2025年第8期
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第 8 期 侯露刚，等： 可调势阱型三稳态压电能量采集器的动力学特性研究 1719
在整个频带范围内都表现为小幅阱内运动，由此可
知柔性采集器在 f=6 Hz 时为大幅阱间运动。图 14
为两个采集器在频率 f=6 Hz 时的时域响应特性，而
经典采集器在 6 Hz 时还表现为小幅阱内运动。如
图 13（b）所示，当外部激励幅值 A=12 m/s 时，柔性
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采集器大幅阱间运动的频率范围为 3.1~8 Hz，经典
采集器大幅阱间运动的频率范围为 8.4~9.1 Hz，结
果 表 明 ，加 入 柔 性 梁 之 后 采 集 器 的 有 效 频 带 从
0.7 Hz 扩大到了 5 Hz，有效地提高了采集器的工作
频带，与仿真分析结果相一致。需要说明的是，在高
频区域，所提柔性采集器的频率响应特性大幅降低，
与经典采集器的频率响应特性基本相似，则表明环
图 12 柔性采集器试验平台
Fig. 12 Experimental platforms of FTPEH
后导入动态信号测试分析系统进行数据分析。
首先分析不同采集器在激励加速度频率变化时
输出电压的响应情况，确定两个采集器的系统参数
d=20 mm、d g =20 mm，并 试 验 得 到 两 个 采 集 器 在
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不同激励加速度幅值下频率为 3~13 Hz 上的频率 图 13 A=7 和 12 m/s 下柔性采集器和经典采集器的频率
响应曲线
响 应 曲 线 ，如 图 13（a）所 示 ，当 外 部 激 励 幅 值 A=
Fig. 13 Frequency response curves of FTPEH and TPEH
7 m/s 时，柔性采集器大幅阱间运动的频率范围为
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under different excitation acceleration amplitudes
5.1~7.3 Hz，有效工作频带为 2.2 Hz，而经典采集器 A=7 m/s and A=12 m/s 2
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图 14 经典采集器和柔性采集器时域响应
Fig. 14 Time-domain response of TPEH and FTPEH
