【正文】
(46) 這里,分別給Gain2,Gain3,Gain4(見圖41)賦值為,,然后經(jīng)過加法器就可得到摩擦力F。然后根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式, (47) (48) (49)即可得知Scope表示位移,Scope1表示摩擦力的大小,而Scope2及表示運(yùn)動速度。為了研究剛性系數(shù)對摩擦系統(tǒng)的影響,我們把其他參數(shù)都設(shè)為定值,參數(shù)如下表 表一 參數(shù) 值 單位 靜摩擦力 [ N] 庫倫摩擦 [ N] 粘滯摩擦系數(shù)B 2 [ Ns / m] [ m / s] 阻尼系數(shù) [ N / m]對于剛性系數(shù),,.當(dāng)=,系統(tǒng)響應(yīng)圖如下: 圖 46 摩擦力F響應(yīng)圖(左圖為整體響應(yīng)圖,右圖為最大靜摩擦力)從圖可以看出,一開始物體處于靜止階段,收到的靜摩擦力在不斷的增大,這個時(shí)候摩擦力是一種阻力,物體出現(xiàn)滑前位移,當(dāng)摩擦力達(dá)到最大時(shí),物體開始克服靜摩擦力運(yùn)動,此時(shí)的靜摩擦變成滑動摩擦,摩擦力開始迅速變小,并且達(dá)到穩(wěn)定。 圖 47 位移S響應(yīng)圖(左圖為整體響應(yīng)圖,右圖為最大位移) 圖 48速度v響應(yīng)圖(左圖為整體響應(yīng)圖,右圖為最大速度)當(dāng)=,系統(tǒng)響應(yīng)圖如下: 圖 49 摩擦力F響應(yīng)圖(左圖為整體響應(yīng)圖,右圖為最大靜摩擦力) 圖 410 位移S響應(yīng)圖(左圖為整體響應(yīng)圖,右圖為最大位移) 圖 411 速度v響應(yīng)圖(左圖為整體響應(yīng)圖,右圖為最大速度)對比各圖可以發(fā)現(xiàn),,,。雖然最大靜摩擦力和最大速度的變化顯得非常微小,但是考慮到接觸式靜電發(fā)電機(jī)屬于微電機(jī),其目的在于可以讓人的一舉一動都可以收集電能進(jìn)行供電,比方說走路,抬下胳膊都可以觸發(fā)納米材料接觸起電,收集電能。這些微小的變化,應(yīng)用于微電機(jī)中對于發(fā)電效率卻會有很大的不同。,這對于利用納米分割的起電材料絕對是個不小的改變。我們把仿真得到的數(shù)據(jù)在MATLAB中用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合,并且將科學(xué)家已經(jīng)研究出來的摩擦力和電量關(guān)系也進(jìn)行擬合如下圖: 圖 412 剛性系數(shù)對應(yīng)的摩擦力和曲線圖(其中帶*號的為電量圖,曲線為我們根據(jù)摩擦力和剛性系數(shù)進(jìn)行擬合得出曲線。)從圖可以看出,~,材料接觸起電的圖像在摩擦力圖像上方,此時(shí)獲得的效益最高。,我們可以很清楚的看到材料接觸起電的電量圖像在摩擦力曲線圖下方,也就是此時(shí)的發(fā)電效益不足以補(bǔ)償摩擦阻力帶來的影響,資源利用低,不符合綠色能源發(fā)展標(biāo)準(zhǔn),因此不應(yīng)采用。 第五章 總結(jié)與展望再經(jīng)過將近一學(xué)期的不斷的收集資料,整體資料,收集資料,整理資料的過程中,我終于完成了大學(xué)四年里最重要的一次也是學(xué)校生活里的最后一次作業(yè)。雖然完成的不是很出色,但時(shí)仍讓我受益頗多。無論是在學(xué)習(xí)知識上,還是開拓視野上,尤其是在思維上讓我受益匪淺。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我不僅因?yàn)樽鳂I(yè)需求,尋找和閱讀資料,充實(shí)了自己的生活和知識。更重要的事學(xué)會了思考以及思維的擴(kuò)展。每次和導(dǎo)師交流,都會發(fā)現(xiàn)很多被自己忽略卻又十分有趣,并且在生活中會大放異彩的東西。不禁對導(dǎo)師活躍的思維,獨(dú)具一道卻又深刻的見解所深深折服。俗話說聽君一席話,勝讀十年書,我覺得在與導(dǎo)師的交流當(dāng)中,也是對自我思維能力的一種升級。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我也認(rèn)識到自己諸多的不足,和思維的狹隘,接觸了很多新的前沿科技,通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我深刻了解了知識與實(shí)踐相結(jié)合才是最重要的。平時(shí)在學(xué)習(xí)理論知識過程中,總以為會用幾個公式,記住一些概念就行了,但是在畢業(yè)設(shè)計(jì)這次實(shí)際檢驗(yàn)中,我發(fā)現(xiàn)自己有點(diǎn)眼高手低,對于自己的膚淺感到可笑。我們不僅要學(xué)會知識,還要知道怎么去用知識,更重要的是要想到什么時(shí)候可以用到我們所學(xué)到的東西,也就是說要學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題。發(fā)現(xiàn)不了問題,我們所學(xué)的知識就一無所用,而一旦發(fā)現(xiàn)問題,提出想法,就算我們不懂相關(guān)的知識,也可以去學(xué)習(xí)直到可以解決問題。對于我這次做的課題,靜電發(fā)電機(jī)模塊模擬仿真設(shè)計(jì),目前是各大研究院研究的熱門問題。全靜電發(fā)電機(jī)就是最近星期的利用環(huán)境能量收集技術(shù)來解決能源問題,以及一些特殊條件下無法利用普通點(diǎn)出供電的環(huán)境中。而近年來伴隨著無線傳感器,各種類型植入式傳感器的應(yīng)用和發(fā)展,但是要想進(jìn)一步推進(jìn)其應(yīng)用和發(fā)展,怎樣為這些微小器件提供充足的電能已成為需要解決的重要問題。這類器件的特點(diǎn)是耗能極低,甚至低至微瓦級,但在應(yīng)用過程中卻經(jīng)常大量散布在環(huán)境條件苛刻,我們無法進(jìn)去的物體內(nèi)部。對供能原件的各方面的條件,如體積,成本,工作條件,壽命都有非常高要求。而近年來隨著納米學(xué)和納米材料的發(fā)展,為這些問題提供了解決的途徑。這使得靜電發(fā)電機(jī)的發(fā)展機(jī)遇無限。致謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的能圓滿完成,首先要感謝導(dǎo)師黃駿教授的指導(dǎo),沒有黃駿教授的悉心指導(dǎo)和諄諄教導(dǎo)這邊論文是無法完成的。感謝導(dǎo)師從一最初的選題,到開始的收集資料,以及課題的研究仿真和論文的撰寫給與我的熱情悉心的指導(dǎo)和無私關(guān)懷。黃老師為我提供了很多資料和研究思路,這樣我受益匪淺。導(dǎo)師活躍的思維,獨(dú)具一道卻又深刻的見解所深深折服以及淵博的知識,非常坦誠謙遜的為人,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度給我做出了學(xué)習(xí)榜樣。感謝在大學(xué)四年里教導(dǎo)過我的所有的老師,感謝你們教授我知識和平時(shí)的辛勤付出。在學(xué)習(xí)的過程中,也得到了許多同學(xué)的幫助和支持。在這里對他們表示衷心的感謝。最后由衷的感謝上海浦東新區(qū)張江電機(jī)有限公司為我們提供的課題研究和經(jīng)費(fèi)支持。參考文獻(xiàn):[1] 中商情報(bào)網(wǎng) .中國科學(xué)家發(fā)明微型摩擦生電納米發(fā)電機(jī)[N] 中國商情報(bào),2012,12[2] 劉尚合,魏光輝,[M].北京:電子工業(yè)出版社,2000[3] 黃進(jìn),[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),:14.[4] 劉強(qiáng),爾聯(lián)潔,、建模與控制補(bǔ)償綜述[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù),:45~52.[5] Bhushan B, Koinkar V N. 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