1、隨著科技的不斷提高，微機(jī)電系統(tǒng)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)以驚人的速度發(fā)展。采用傳統(tǒng)電池進(jìn)行供電已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需求，尋找新型、環(huán)保、可再生的能量勢(shì)在必行。能量回收技術(shù)迅速發(fā)展起來，其中壓電式振動(dòng)能量回收技術(shù)因其能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)微型化與集成化等優(yōu)點(diǎn)，成為研究較為集中的能量回收技術(shù)。本文以懸臂梁式壓電振動(dòng)能量回收系統(tǒng)為研究對(duì)象，首先對(duì)壓電懸臂梁上壓電片的貼片位置和尺寸進(jìn)行優(yōu)化，然后提出了一種自供能同步電荷提取電路SP-SCE。

2、>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了壓電材料、壓電效應(yīng)、壓電材料特性參數(shù)和壓電方程；對(duì)壓電懸臂梁進(jìn)行了理論分析，推導(dǎo)出了壓電懸臂梁的應(yīng)變方程、開路電壓方程和能量方程。⑵設(shè)計(jì)了對(duì)壓電懸臂梁上壓電片位置和尺寸進(jìn)行優(yōu)化的運(yùn)用數(shù)學(xué)求導(dǎo)的優(yōu)化方法，運(yùn)用數(shù)學(xué)求導(dǎo)先對(duì)開路電壓方程求導(dǎo)得出壓電片的最優(yōu)位置再對(duì)能量方程求導(dǎo)得出最優(yōu)尺寸，并給出了運(yùn)用該優(yōu)化方法得到前三階模態(tài)下壓電片最優(yōu)位置和尺寸的算例。⑶設(shè)計(jì)了對(duì)壓電片位置和尺寸進(jìn)行優(yōu)化的基于遺傳算法的優(yōu)化方

3、法，運(yùn)用遺傳算法和能量方程可以同時(shí)得到壓電片最優(yōu)位置和最優(yōu)尺寸，并給出了運(yùn)用該基于遺傳算法的優(yōu)化方法得出前三階模態(tài)下壓電片最優(yōu)位置和尺寸的算例。⑷運(yùn)用Abaqus軟件對(duì)壓電懸臂梁進(jìn)行了仿真分析，得出了前三階模態(tài)下壓電片的最優(yōu)位置和最優(yōu)尺寸。由基于數(shù)學(xué)求導(dǎo)法的優(yōu)化方法和基于遺傳算法的優(yōu)化方法得出的算例結(jié)果和仿真分析得出的結(jié)果基本一致：一階模態(tài)下壓電片的最優(yōu)貼片位置在梁根部，最優(yōu)尺寸為梁長的一半；二階模態(tài)下，壓電片最優(yōu)貼片位置在梁中部，最優(yōu)

4、尺寸為梁長一半；三階模態(tài)下，壓電片最優(yōu)貼片位置在梁的三分之二處，最優(yōu)尺寸為梁長的三分之一。⑸介紹了串聯(lián)同步開關(guān)電感電路S-SSHI和自供能串聯(lián)同步開關(guān)電感電路SP-S-SSHI的工作過程；在同步電荷提取電路SCE基礎(chǔ)上提出了自供能同步電荷提取電路SP-SCE，對(duì)SCE和SP-SCE接口電路的工作過程進(jìn)行了分析。運(yùn)用Multisim軟件對(duì)S-SSHI、SP-S-SSHI、SCE和SP-SCE接口電路進(jìn)行了仿真分析。理論分析和仿真結(jié)果表明，