雙自由度磁懸浮式橋梁振動能量采集器數值仿真和優(yōu)化
2018-06-05 09:49鄧露聶新民畢濤何維
湖南大學學報·自然科學版 2018年1期
關鍵詞：多目標優(yōu)化磁懸浮
鄧露 聶新民 畢濤 何維
摘要：提出了一種能利用橋梁振動能量為傳感器持續(xù)供電的雙自由度磁懸浮振動能量采集器（TMEH），該系統(tǒng)的能量采集效率遠高于傳統(tǒng)單自由度磁懸浮振動能量采集器（SMEH）.推導了TMEH系統(tǒng)的運動控制方程和機電耦合方程；建立了TMEH的多目標優(yōu)化模型，提出了基于NSGA2算法的能量采集器參數優(yōu)化設計方法；最后將TMEH和SMEH在簡諧振動激勵和橋梁隨機振動激勵作用下的響應特性和能量采集效率進行了對比.研究結果表明：1）通過NSGA2算法優(yōu)化設計，TMEH能獲得更寬的采能帶寬和更高的輸出功率；2）TMEH比SMEH的采能效率有明顯提高.在簡諧振動激勵和橋梁隨機振動激勵作用下，TMEH的輸出功率比SMEH增加了約2倍.
關鍵詞：振動能量采集器；橋梁健康監(jiān)測；車橋耦合振動；磁懸浮；多目標優(yōu)化
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