پیاده سازی و شبیه سازی مدار برداشت انرژی توسط مواد مگنتو استریکتیو و شبیه سازی سطح سیستم

فهرست مطالب

چکیده………………………………………………………………………………………………………………………………………………….1

فصل اول :مقدمه و کلیات……………………………………………………………………………………………………………………… 2

مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….3

• اصول برداشت انرژی……………………………………………………………………………………………………………………3

  • معماری و پیکر بندی برداشت انرژی بر پایه حس گرهای بی سیم………………………………………….4

  • موارد مورد استفاده در تبدیل…………………………………………………………………………………………..5

1-1-2-1- مواد پیزوالکتریک…………………………………………………………………………………………………………………..5

1-1-2-2- مواد مگنتو استریکتیو………………………………………………………………………………………………………………6

1-1-2-3- مواد پیرو الکتریک…………………………………………………………………………………………………………………..7

• منابع انرژی پتانسیل…………………………………………………………………………………………………………………….7

  • انرژی خورشیدی……………………………………………………………………………………………………………..7

  • انرژی گرمایی(حرارتی)………………………………………………………………………………………………….. 8

  • انرژی ارتعاشی………………………………………………………………………………………………………………..9

  • انرژیRF…………………………………………………………………………………………………………………. 10

• تکنیک های برداشت انرژی………………………………………………………………………………………………………..11

  • برداشت انرژی الکترو مغناطیس………………………………………………………………………………………11

  • برداشت انرژی الکترو استاتیک………………………………………………………………………………………..13

  • برداشت انرژی پیزو الکتریک…………………………………………………………………………………………..14

  • برداشت انرژی مگنتو استریکتیو……………………………………………………………………………………….16

  • مقایسه رو های گفته شده در برداشت انرژی ارتعاشی…………………………………………………………18

• بیان مسئله اصلی اهداف تحقیق…………………………………………………………………………………………………..19

  • ضرورت انجام تحقیق……………………………………………………………………………………………………..20

  • مراحل انجام تحقیق……………………………………………………………………………………………………….20

فصل دوم معرفی مواد مگنتو استریکتیو……………………………………………………………………………………………………21

2-1- مواد مگنتو استریکتیو…………………………………………………………………………………………………………………..22

2-1-1- اصول MsMs………………………………………………………………………………………………………………………….22

2-1-2-Giant MsMs…………………………………………………………………………………………………………………………22

2-1-3- مقایسه GMMو PZT………………………………………………………………………………………………………………23

2-1-4- متالیک گلاس………………………………………………………………………………………………………………………….24

2-2- اثرهای مگنتو استریکتیو……………………………………………………………………………………………………………….28

2-2-1- اثر ژول……………………………………………………………………………………………………………………………………29

2-2-2-اثر ویلاری………………………………………………………………………………………………………………………………..30

2-2-3- اثر ΔE……………………………………………………………………………………………………………………………………30

2-2-4- اثر ویدمن……………………………………………………………………………………………………………………………….30

2-2-5-اثر متیوسی……………………………………………………………………………………………………………………………….31

2-2-7-اثر برت…………………………………………………………………………………………………………………………………….31

2-2-6- اثر Nagaoka-Honda……………………………………………………………………………………………………………….31

2-3-فرآیند بازپخت……………………………………………………………………………………………………………………………….32

فصل سوم:برداشت انرژی مگنتو استریکتیو ………………………………………………………………………………………………36

3-1-ضریب کوپلینگ مگنتو استریکتیو…………………………………………………………………………………………………….37

3-2-ژنراتور مگنتو استریکتیو………………………………………………………………………………………………………………….38

3-3-مدل سازی خطی حسگر مگنتو استریکتیو…………………………………………………………………………………………40

3-3-1-مدل مگنتو مکانیکال سیستم……………………………………………………………………………………………………….40

3-3-2- نتایج تئوری……………………………………………………………………………………………………………………………..43

3-3-3-تاثیر جنس زیرلایه در میزان برداشت انرژی سیستم……………………………………………………………………….49

فصل چهارم پیاده سازی و شبیه سازی مدار برداشت انرژی مگنتو استریکتیو و شبیه سازی سیستم………………….53

4-1-مدلسازی سیستمها……………………………………………………………………………………………………………………….54

4-1-1- روش حل اول:استفاده از بلوک های پایه………………………………………………………………………………………54

4-1-2-روش حل دوم:بلوک تابع تبدیل……………………………………………………………………………………………………54

4-2-نتایج شبیه سازی…………………………………………………………………………………………………………………………..55

4-3-بحث در نتایج……………………………………………………………………………………………………………………………….63

فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………..65

5-1-نتایج……………………………………………………………………………………………………………………………………………66

5-2-پیشنهادات برای کارهای آینده…………………………………………………………………………………………………………67

منابع و مراجع……………………………………………………………………………………………………………………………………….68

واژه نامه تخصصی………………………………………………………………………………………………………………………………….69

چکیده انگلیسی…………………………………………………………………………………………………………………………………….78

فهرست جداول

جدول 1-1……………………………………………….………..……………………………………19

جدول2-1…………………………………………….….…….………………………………………26

جدول2-2……………………………………………….….….………………………………………27

جدول2-3……….……………………….…………………….………………………………………32

جدول3-1 ….………………………………….…………..…..………………………………………43

جدول3-2………………………………………………………………………………………………44

جدول 3-3………………………………………….…………………………………………………44

جدول3-4………………………………………………………………………………………………48

جدول3-5………………………………………………………………………………………………51

جدول3-6………………………………………………………………………………………………52

جدول4-1………………………………………………………………………………………………57

جدول4-2………………………………………………………………………………………………62

فهرست اشکال

شکل1- 5.……………………………….….……………………………………………………………5

شکل1- 9……………………………………….…….…………………………………………………9

شکل1-3………………………………………….……………………………………………………12

شکل1-4…………………………………………….…………………………………………………14

شکل 2-1………………………………..……………………………………………………………23

شکل 2-2………………………………..……………………………………………………………25

شکل 2-3……………………………………………….……………………………………………28

شکل 2-4……………………………………………….……………………………………………29

شکل 2-5………………………………………………….…………………………………………33

شکل2-6…………………………………………………….….……………………………………34

شکل 3-1…………………………………………………….………………………………………40

شکل 3-2…………………………………………………….………………………………………43

شکل 3-3……………………………………………………………………………………………45

شکل3-4…………….………………………………………………….……………………………48

شکل3-5……………………………………………………………………………………………49

شکل 4-1……………………………………………………………………………………………56

شکل 4-2……………………………………………………………………………………………56

شکل 4-3……………………………………………………………………………………………57

شکل4-4…………………………..……………………….…………………………………………58

شکل4-5……………………….…………………………….………………………………………58

شکل4-6……………………….…………………………….………………………………………58

شکل4-7………………………….………………………….………………………………………59

شکل4-8………………………….………………………….………………………………………59

شکل4-9…………………………….……………………….………………………………………59

شکل4-10…………………………………………………….………………………………………60

شکل4-11…………………………………………………….………………………………………60

شکل4-12…………………………………………………….………………………………………60

شکل4-13…………………………………………………….………………………………………61

شکل4-14…………………………………………………….………………………………………61

شکل4-15…………………………………………..……….………………………………………61

شکل4-16…………………………………………………….………………………………………62

شکل4-17…………………………………………………….………………………………………62