Рекуперативний п'єзоперетворювач вібрацій технічних систем в електричну енергію
| dc.contributor.advisor | Сліденко, Віктор Михайлович | |
| dc.contributor.author | Новиков, Антон Олександрович | |
| dc.date.accessioned | 2026-07-08T08:35:14Z | |
| dc.date.available | 2026-07-08T08:35:14Z | |
| dc.date.issued | 2026 | |
| dc.description.abstract | Новиков А. О. Рекуперативний п'єзоперетворювач вібрацій технічних систем в електричну енергію.– Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеню доктора філософії за спеціальністю 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка (14 Електрична інженерія) – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Ідея роботи полягає в використанні встановлених закономірностей і характеристик динамічного рекуперативного процесу перетворення вібраційних навантажень за допомогою п’єзогенераторів в електричну енергію для живлення електротехнічних пристроїв технічних систем. У вступі представлено актуальність дисертаційної роботи, яка полягає у розв’язанні проблем енергоефективності та екологічної безпеки транспортної галузі. Підкреслено відповідність тематики державним пріоритетам України, зокрема Стратегії інноваційного розвитку технічних систем транспортної сфери та положенням щодо створення технологічних інноваційних парків у енергетичній сфері. Робота спрямована на дослідження процесів віброгасіння з рекуперацією механічної енергії шкідливих коливань в електричну енергію, що відповідає сучасним тенденціям сталого розвитку та зменшення викидів. Визначено мету дослідження — розробку нелінійної моделі електротехнічної системи амортизаційного пристрою з п’єзоелектричним генератором та визначення її ефективних параметрів для забезпечення рекуперацї енергії з перетворенням механічної енергії шкідливих вібрацій в електричну енергію та оцінку ефективності системи. Сформульовані завдання, серед яких: аналіз наявних систем перетворення механічної енергії вібрацій в електричну енергію, визначення основних характеристик п’єзогенераторів, розробка конструктивної схеми електротехнічного рекуперативного амортизатора та її математичної моделі, а також - статистична оцінка впливу основних параметрів на ефективність рекуперації енергії, обґрунтування шляхів впровадження розробленої електротехнічної системи у виробництво. Окреслено об’єкт дослідження — процеси енергетичних перетворень у динамічних системах, та предмет дослідження — рекуперація енергії з перетворенням механічної енергії вібрацій у електричну енергію. Наведено основні наукові положення, що виносяться на захист: застосування прямого п’єзоефекту для рекуперації енергії вібраційних коливань імпульсної системи гідроударного пристрою та підвіски транспортного засобу, на прикладі наземних роботизованих платформ, визначення робочого діапазону коефіцієнта електромеханічного зв’язку (0,4–0,75) транспортного засобу, що забезпечує отримання електричної енергії 0,025 Вт∙год, за умови впливу на нього енергії збурення величиною 170 Дж з частотою коливань 5 Гц, врахування ймовірнісного характеру коливань, розробка дискретно-континуальної моделі електротехнічного ударного пристрою з п’єзогенератором, створення системи рекуперації з мостовим випрямлячем на діодах Шотткі, контакти яких виконано як метал-напівпровідник, що забезпечує йому надзвичайно високу швидкість перемикання та низьке падіння напруги, визначення вихідного струму п’єзопакета (0,25 А при силі 2380 Н). Наведено наукову новизну роботи — встановлення параметрів, що впливають на функціонування електротехнічного рекуперативного амортизатора; моделювання нелінійних характеристик жорсткості амортизаційного модуля; розробка системи перетворення механічної енергії вібрацій в електричну для транспортних засобів. Практичне значення полягає у створенні методики розрахунку параметрів рекуперації та розробці конструктивних рішень для впровадження у виробництво. Описано реалізацію результатів — використання методів моделювання електротехнічних систем рекуперації енергії у навчальному процесі кафедри автоматизації електротехнічних та мехатронних комплексів НН Інституту енергозбереження та енергоменеджменту Національного технічного університету “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”, а також застосування у виробничій практиці ТОВ «КБ БУРЕВІЙ» методики розрахунку динамічних характеристик амортизаційної системи наземного роботизованого комплексу (НРК) розробки з моделюванням процесу п’єзоелектричного перетворення шкідливих вібрацій в електричну енергію, що дозволяє встановити потенціальні енергетичні ресурси вібраційних навантажень та енергію поточної зарядки бортового акумулятора НРК. Наведено дані про апробацію результатів досліджень — публікацію 8 наукових робіт (дві роботи в виданнях Scopus, три роботи - в фахових виданнях України, та три роботи – апробація результатів досліджень на міжнародних конференціях). Структура дисертації включає вступ, чотири розділи, висновки, список літератури та додатки. У першому розділі було здійснено огляд сучасних тенденцій у сфері рекуперації енергії та застосування п’єзоелектричних матеріалів технічних систем у транспортних і промислових системах. Розглянуто актуальність проблеми енергозбереження в автомобільній промисловості, зокрема в умовах поширення електротранспорту та потреби у збільшенні часу роботи акумуляторів. Відзначено перспективні напрями збору енергії — використання сонячних панелей, дорожніх покриттів із генерацією струму та шин із п’єзоелектричними волокнами. Проведено аналіз та описано фізичну природу прямого та зворотного п’єзоефектів, наведено приклади їх застосування на практиці. Проаналізовано властивості сучасних п’єзокерамічних матеріалів (BaTiO3, PZT, PbNb2O6), їхні параметри — діелектрична проникність, коефіцієнти електромеханічного зв’язку, модулі Юнга, температура точки Кюрі. Визначено недоліки п’єзоелектрики (високий вихідний опір, витік заряду, низький струм). Побудовано графік залежності густини потужності від напруги для різних механізмів збору енергії, який показав перевагу п’єзоелектрики над електромагнітними та термоелектричними перетворювачами. Розглянуто уніморфні та біморфні конфігурації консольних балок, які працюють у режимах згинання та стискання/розтягу. Показано, що біморфна конструкція забезпечує вищу напругу завдяки поєднанню двох шарів. Наведено схему стандартного електричного кола п’єзоелектричних перетворювачів (ПЕП) із діодним мостом та конденсатором для згладжування напруги. Вказано проблему «повернення енергії» та можливість її усунення методами синхронного перемикання. Проведено порівняльний аналіз ефективності рекуперації енергії для транспортних і промислових систем. Встановлено, що найбільший потенціал для рекуперації мають автомобільні підвіски (частоти 1–15 Гц, прискорення 0,4–0,6 м/с2), шасі важкої техніки (5–30 Гц, прискорення 0,2–0,6 м/с2) та ударні гірничі установки (30–70 Гц, прискорення 8–15 м/с2). Побудовані таблиці та графіки підтвердили, що ці системи є пріоритетними для інтеграції п’єзоперетворювачів, оскільки забезпечують стабільні коливання та високу енергоємність процесів. Таким чином, у першому розділі було закладено теоретичні та практичні основи дослідження: визначено актуальність проблеми рекуперації енергії, описано фізичні принципи п’єзоефекту, наведено властивості сучасних матеріалів та конструкцій п’єзоперетворювачів, а також проведено аналіз технічних систем для вибору пріоритетних об’єктів впровадження. У другому розділі проведено аналіз енергетичних характеристик різних технічних систем та розроблено статистичні моделі для врахування випадкових чинників у процесі рекуперації енергії. Розглянуто енергетичний потенціал використання механічних коливань для рекуперації енергії за допомогою п’єзоелектричних перетворювачів. Проведено порівняльний аналіз транспортних і промислових систем (автомобільні підвіски, шасі важкої техніки, бурильні установки, залізничні візки, роторні механізми, медико-технологічні системи). Встановлено, що найбільший енергетичний потенціал мають автомобільні підвіски (частоти 1–15 Гц, амплітуди 2–5 мм, питомий енергетичний потенціал 0,02–0,1 Дж/кг) та бурильні установки (частоти 30–70 Гц, прискорення 8–15 м/с2, питомий енергетичний потенціал 0,3–1,0 Дж/кг). Побудовано параметричні характеристики систем та типові значення динамічних параметрів, що підтвердили перспективність використання п’єзоперетворювачів у транспортних і гірничих комплексах. Оскільки коливальні процеси мають стохастичний характер, у розділі розроблено статистичні моделі для врахування випадкових змін амплітуди, частоти та прискорення елементів електротехнічної коливальної системи. Система описана як лінійна стохастична модель із випадковим процесом зовнішнього прискорення. Для гідропневматичних систем, з можливістю установки рекуперативного п’єзогенератора, (гідромолоти, бурильні установки, амортизатори) застосовано рівняння політропи для опису стиснення газу у пневмоакумуляторі. Енергетичний потенціал визначався як випадкова величина з дисперсією, що враховує змінність тиску, об’єму та показника політропи. Для адекватного опису процесів рекуперації енергії застосовано метод Монте-Карло, який дозволив врахувати стохастичну природу параметрів пневмоакумулятора ударного пристрою з п’єзогенератором. Проведеним моделюванням розподілу енергії стиснення при різних законах розподілу вхідних величин встановлено, що, наприклад, для показника політропи n, який моделювався нормальним розподілом (m = 1,45; o = 0,05; діапазон [1,3–1,6]), ступінь стиснення e — рівномірним розподілом [1,19–1,98], а сила удару — нормальним розподілом із середнім значенням 2380 Н. Це дозволило отримати статистично правдиві результати для середнього, дисперсії та довірчих інтервалів енергії стиснення. Таким чином, у другому розділі було визначено пріоритетні технічні системи для рекуперації енергії, кількісно оцінено їх енергетичний потенціал та розроблено стохастичні моделі для врахування випадкових значень параметрів. Побудовані таблиці та графіки підтвердили, що найбільш перспективними є транспортні та ударні системи, а застосування методу Монте-Карло забезпечує адекватність оцінки енергетичного потенціалу в реальних умовах експлуатації. У третьому розділі наведено результати комплексного дослідження рекуперації енергії з перетворенням механічної енергії в електричну ударної системи - гідромолота, а також - підвіски транспортного засобу з рекуперативним амортизатором. Розроблено дискретно-континуальну модель електротехнічної системи «бойок–інструмент–оброблювальне середовище» з п’єзогенератором та встановлено її основні параметри. Імітаційні експерименти в Ansys Explicit Dynamics показали, що тривалість співудару становить 0,1–0,5 мс, а частота коливань сягає 3000–6000 Гц. Коефіцієнт передачі енергії від бойка до інструменту становить 0,75–0,8, а до середовища — 0,55–0,65. Побудовано енергетичні характеристики коливань контактних торців інструменту, з визначенням повної енергії елементів ударної системи. Апроксимація жорсткості амортизаційної системи у вигляді кривих, що апроксимуються кубічною параболою, дозволила знизити пікові навантаження на п’єзогенератор та створити умови для застосування п’єзокераміки для рекуперації енергії імпульсів при роботі ударного пристрою. Для підвіски транспортного засобу побудовано математичну модель з урахуванням електромеханічного зв’язку п’єзоелементів. Розрахунки виконано в Mathcad та Wolfram Mathematica методом Рунге–Кутта. Показано, що при енергії удару 360 Дж та масі гідромолота 65 кг середнє значення енергії коливального процесу становить близько 170 Дж. При частоті 5 Гц це відповідає механічній потужності близько 850 Вт у межах секунди, що екстраполюється до механічної енергії 0,85 кВт∙год при безперервній роботі системи. Побудовано графіки переміщень та швидкості зведеної маси, а також енергетичні характеристики коливального процесу. Досліджено рекуперативний амортизатор, на прикладі транспортного засобу – наземного роботизованого комплексу (НРК), із п’єзопакетом та встановлено, що середня корисна постійна електрична потужність знаходиться в діапазоні десятків–сотень мВт, а пікова напруга на виході п’єзопакета до випрямлення сягає 0,9 В. Побудовано графіки пікової напруги до випрямлення у середовищі MATLABSimulink. Таким чином, у розділі було показано, що п’єзокерамічні системи здатні ефективно перетворювати механічні коливання в електричну енергію в різних технічних середовищах. Побудовані графіки переміщень, напружень, енергетичних характеристик та напруги у середовищах Ansys Explicit Dynamics, Mathcad, Wolfram Mathematica та MATLAB-Simulink підтвердили адекватність моделей і дали кількісну оцінку потенціалу рекуперації енергії. У четвертому розділі розглянуто принципи побудови та функціонування рекуперативного амортизатора, який працює в умовах складних імпульсних навантажень та широкого спектра частот, характерних для підвіски транспортного засобу. Показано, що така система має розглядатися як мехатронна, де механічна, електрична та керувальна підсистеми взаємодіють у режимі реального часу. Встановлено основні електротехнічні параметри п’єзоелектричного пакета, описано еквівалентну схему та особливості вибору елементів випрямлення й накопичення енергії. Проведено дослідження динаміки електромеханічного перетворення, визначено вплив демпфування та конструктивних параметрів на рівень корисної потужності, а також показано, що максимальна ефективність досягається поблизу резонансних режимів. Запропоновано алгоритм адаптивного узгодження навантаження з поточними режимами коливань, використання синхронного випрямлення та мікроконтролерного керування, що дозволяє суттєво підвищити енергетичну ефективність системи. Для підтвердження результатів розроблено імітаційну модель у середовищі MATLAB-Simulink, яка враховує механічні, електричні та силові процеси, дозволяє аналізувати перехідні та усталені режими роботи, а також оцінювати рівень напруги й потужності на навантаженні. Модель підтвердила адекватність вибраних параметрів та показала перспективність застосування рекуперативного амортизатора для живлення малопотужних електронних пристроїв у транспортних засобах. | |
| dc.description.abstractother | Novykov А. О. Recuperative piezoelectric converter of vibrations of technical systems into electrical energy. – Qualifying scientific work on the rights of a manuscript. Thesis for the degree of Doctor of Philosophy in speciality 141 Power Engineering, Electrical Engineering and Electromechanics (14 Electrical Engineering) – National Technical University of Ukraine ‘Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute’, Kyiv, 2026. The idea behind the work is to use the established patterns and characteristics of the dynamic recuperative process of converting vibration loads into electrical energy using piezo generators to power electrical devices in technical systems. The introduction presents the relevance of the dissertation, which lies in solving the problems of energy efficiency and environmental safety in the transport industry. The relevance of the topic to Ukraine's national priorities is emphasized, in particular, the Strategy for Innovative Development of Technical Systems in the Transport Sector and the provisions on the creation of technological innovation parks in the energy sector. The work is aimed at researching vibration damping processes with the recovery of mechanical energy from harmful vibrations into electrical energy, which is in line with current trends in sustainable development and emission reduction. The goal of the research is to develop a nonlinear model of an electrical system of a shock absorber with a piezoelectric generator and to determine its effective parameters to ensure energy recovery by converting the mechanical energy of harmful vibrations into electrical energy and to evaluate the efficiency of the system. The following tasks are formulated: analysis of existing systems for converting mechanical energy of vibrations into electrical energy, determination of the main characteristics of piezoelectric generators, development of a structural diagram of an electrical recuperative shock absorber and its mathematical model, as well as a statistical assessment of the influence of the main parameters on the efficiency of energy recovery, justification of ways to implement the developed electrical system into production. The object of research is outlined — energy conversion processes in dynamic systems, and the subject of research — energy recovery with the conversion of mechanical energy of vibrations into electrical energy. The main scientific provisions put forward for defense are presented: the use of the direct piezoelectric effect for the recovery of energy from the vibration oscillations of the impulse system of a hydraulic shock device and vehicle suspension, using the example of ground-based robotic platforms, determination of the working range of the electromechanical coupling coefficient (0.4–0.75) of a vehicle, which provides 0.025 W∙h of electrical energy, under the influence of excitation energy of 170 J with an oscillation frequency of 5 Hz, taking into account the probabilistic nature of oscillations, development of a discrete-continuous model of an electrical shock device with a piezo generator, creation of a recovery system with a bridge rectifier on Schottky diodes, whose contacts are made of metal-semiconductor, which provides it with an extremely high switching speed and low voltage drop, determination of the output current of the piezo package (0.25 A at a force of 2380 N). The scientific novelty of the work is presented—the establishment of parameters that affect the functioning of an electrical recuperative shock absorber; modeling of nonlinear characteristics of the stiffness of the shock absorber module; development of a system for converting mechanical vibration energy into electrical energy for vehicles. The practical significance lies in the creation of a methodology for calculating recovery parameters and the development of design solutions for implementation in production. The implementation of the results is described — the use of methods for modeling electrical energy recovery systems in the educational process of the Department of Automation of Electrical and Mechatronic Systems of the Institute of Energy Saving and Energy Management of the National Technical University “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute,” as well as the application in production practice by LLC “KB BUREVIY” methods for calculating the dynamic characteristics of the shock absorption system of a ground-based robotic complex (GRC) developed with modeling of the process of piezoelectric conversion of harmful vibrations into electrical energy, which allows establishing the potential energy resources of vibration loads and the energy of the current charge of the GRC's on-board battery. Data on the testing of research results are presented — publication of 8 scientific papers (two papers in Scopus publications, three papers in professional publications in Ukraine, and three papers — testing of research results at international conferences). The structure of the dissertation includes an introduction, four chapters, conclusions, a list of references, and appendices. The first chapter The first section provides an overview of current trends in energy recovery and the use of piezoelectric materials in technical systems in transport and industrial systems. It considers the relevance of energy conservation in the automotive industry, particularly in the context of the spread of electric transport and the need to increase battery life. Promising areas of energy collection were noted, such as the use of solar panels, road surfaces that generate electricity, and tires with piezoelectric fibers. The physical nature of the direct and reverse piezoelectric effects was analyzed and described, and examples of their practical application were given. The properties of modern piezoceramic materials (BaTiO3, PZT, PbNb2O6) and their parameters—dielectric permeability, electromechanical coupling coefficients, Young's moduli, and Curie point temperature—were analyzed. The disadvantages of piezoelectrics (high output resistance, charge leakage, low current) are identified. A graph of the dependence of power density on voltage for various energy harvesting mechanisms is constructed, which shows the advantage of piezoelectrics over electromagnetic and thermoelectric converters. Unimorph and bimorph configurations of cantilever beams operating in bending and compression/tension modes are considered. It is shown that the bimorph design provides higher voltage due to the combination of two layers. A diagram of a standard electrical circuit of piezoelectric transducers (PEP) with a diode bridge and a capacitor for voltage smoothing is provided. The problem of “energy return” and the possibility of its elimination by synchronous switching methods are indicated. A comparative analysis of energy recovery efficiency for transport and industrial systems is carried out. It is established that the greatest potential for recovery is found in car suspensions (frequencies 1–15 Hz, acceleration 0.4–0.6 m/s2), heavy equipment chassis (5–30 Hz, acceleration 0.2–0.6 m/s2), and impact mining equipment (30–70 Hz, acceleration 8–15 m/s2). The tables and graphs constructed confirmed that these systems are a priority for the integration of piezoelectric transducers, as they provide stable vibrations and high energy capacity of processes. Thus, the first chapter laid the theoretical and practical foundations for the study: the relevance of the problem of energy recovery was determined, the physical principles of the piezoelectric effect were described, the properties of modern materials and designs of piezoelectric transducers were presented, and an analysis of technical systems was carried out to select priority objects for implementation. The second chapter analyzes the energy characteristics of various technical systems and develops statistical models to account for random factors in the energy recovery process. The energy potential of using mechanical vibrations for energy recovery with piezoelectric transducers is considered. A comparative analysis of transport and industrial systems (car suspensions, heavy equipment chassis, drilling rigs, railway bogies, rotary mechanisms, medical and technological systems) is carried out. It has been established that automotive suspensions (frequencies of 1–15 Hz, amplitudes of 2–5 mm, specific energy potential of 0.02–0.1 J/kg) and drilling rigs (frequencies of 30–70 Hz, acceleration of 8–15 m/s2, specific energy potential 0.3–1.0 J/kg). Parametric characteristics of the systems and typical values of dynamic parameters have been constructed, confirming the prospects for the use of piezoelectric transducers in transport and mining complexes. Since oscillatory processes are stochastic in nature, statistical models were developed in this section to account for random changes in the amplitude, frequency, and acceleration of the elements of an electrical oscillatory system. The system is described as a linear stochastic model with a random external acceleration process. For hydropneumatic systems with the possibility of installing a recuperative piezogenerator (hydraulic hammers, drilling rigs, shock absorbers), the polytropic equation is used to describe gas compression in a pneumatic accumulator. The energy potential was determined as a random variable with a dispersion that takes into account the variability of pressure, volume, and polytropic index. To adequately describe the energy recovery processes, the Monte Carlo method was used, which allowed taking into account the stochastic nature of the parameters of the pneumatic accumulator of the impact device with a piezo generator. Modeling of the distribution of compression energy under different distribution laws of input variables showed that, for example, for the polytropic index n, which was modeled by a normal distribution (m = 1.45; o = 0.05; range [1.3–1.6]), the compression ratio e was modeled by a uniform distribution [1.19–1.98], and the impact force was modeled by a normal distribution with a mean value of 2380 N. This made it possible to obtain statistically accurate results for the mean, variance, and confidence intervals of the compression energy. Thus, in the second section, priority technical systems for energy recovery were identified, their energy potential was quantitatively assessed, and stochastic models were developed to take into account random parameter values. The tables and graphs constructed confirmed that transport and impact systems are the most promising, and the use of the Monte Carlo method ensures the adequacy of the energy potential assessment in real operating conditions. The third chapter presents the results of a comprehensive study of energy recovery through the conversion of mechanical energy into electrical energy in an impact system—a hydraulic hammer—as well as in a vehicle suspension with a recuperative shock absorber. A discrete-continuous model of the electrical system “hammer–tool–processing environment” with a piezo generator was developed and its main parameters were established. Simulation experiments in Ansys Explicit Dynamics showed that the duration of the impact is 0.1–0.5 ms, and the frequency of oscillations reaches 3000–6000 Hz. The energy transfer coefficient from the striker to the tool is 0.75–0.8, and to the environment — 0.55–0.65. The energy characteristics of the vibrations of the contact ends of the tool were constructed, with the determination of the total energy of the elements of the impact system. Approximation of the stiffness of the shock absorption system in the form of curves approximated by a cubic parabola made it possible to reduce the peak loads on the piezo generator and create conditions for the use of piezoceramics for the recovery of pulse energy during the operation of the impact device. A mathematical model was constructed for the vehicle suspension, taking into account the electromechanical connection of the piezo elements. The calculations were performed in Mathcad and Wolfram Mathematica using the Runge–Kutta method. It was shown that with an impact energy of 360 J and a hydraulic hammer mass of 65 kg, the average energy of the oscillatory process is about 170 J. At a frequency of 5 Hz, this corresponds to a mechanical power of about 850 W per second, which is extrapolated to a mechanical energy of 0.85 kW∙h during continuous operation of the system. Graphs of the displacement and velocity of the reduced mass, as well as the energy characteristics of the oscillatory process, were constructed. A recuperative shock absorber was studied using the example of a ground robotic complex (GRC) vehicle with a piezoelectric package, and it was found that the average useful constant electrical power is in the range of tens to hundreds of mW, and the peak voltage at the output of the piezoelectric package before rectification reaches 0.9 V. Graphs of the peak voltage before rectification were constructed in MATLAB-Simulink, which confirmed the possibility of effective charging of the storage capacitor. It has been proven that an increase in the damping coefficient by 1 N·s/m reduces the peak useful power by 10–20%, which confirms the critical influence of damping on the energy potential of the system. Thus, this section has shown that piezoceramic systems are capable of efficiently converting mechanical vibrations into electrical energy in various technical environments. The graphs of displacements, stresses, energy characteristics, and voltage constructed in Ansys Explicit Dynamics, Mathcad, Wolfram Mathematica, and MATLAB-Simulink confirmed the adequacy of the models and provided a quantitative assessment of the energy recovery potential. The fourth chapter discusses the principles of construction and operation of a recuperative shock absorber that operates under complex impulse loads and a wide range of frequencies characteristic of a vehicle suspension. It is shown that such a system should be considered as a mechatronic one, where mechanical, electrical, and control subsystems interact in real time. The main electrical parameters of the piezoelectric package are established, the equivalent circuit and the features of selecting rectification and energy storage elements are described. The dynamics of electromechanical conversion have been studied, the influence of damping and design parameters on the level of useful power has been determined, and it has been shown that maximum efficiency is achieved near the resonance modes. Particular attention is paid to the issues of controlling the recovery process. An algorithm for adaptive matching of the load to the current oscillation modes, the use of synchronous rectification and microcontroller control is proposed, which allows to significantly increase the energy efficiency of the system. To confirm the results, a simulation model was developed in the MATLABSimulink environment, which takes into account mechanical, electrical, and power processes, allows analyzing transient and steady-state modes of operation, and evaluating the voltage and power levels at the load. The model confirmed the adequacy of the selected parameters and showed the promise of using a recuperative shock absorber to power low-power electronic devices in vehicles. | |
| dc.format.extent | 150 с. | |
| dc.identifier.citation | Новиков, А. О. Рекуперативний п'єзоперетворювач вібрацій технічних систем в електричну енергію : дис. … д-ра філософії : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Новиков Антон Олександрович. - Київ, 2026. - 150 с. | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/82157 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | |
| dc.publisher.place | Київ | |
| dc.subject | електротехнічна система | |
| dc.subject | електроживлення | |
| dc.subject | п’єзоелектричний ефект | |
| dc.subject | рекуперація енергії | |
| dc.subject | п’єзокераміка | |
| dc.subject | накопичувач електричної енергії | |
| dc.subject | енергетичні характеристики | |
| dc.subject | амортизаційний пристрій | |
| dc.subject | вібрація | |
| dc.subject | транспортний засіб | |
| dc.subject | наземний роботизований комплекс | |
| dc.subject | ударний пристрій | |
| dc.subject | математична модель | |
| dc.subject | імітаційне моделювання | |
| dc.subject | енергетичний потенціал | |
| dc.subject | electrotechnical system | |
| dc.subject | power supply | |
| dc.subject | piezoelectric effect | |
| dc.subject | energy recovery | |
| dc.subject | piezoceramics | |
| dc.subject | electrical energy storage device | |
| dc.subject | energy characteristics | |
| dc.subject | shock absorber | |
| dc.subject | vibration | |
| dc.subject | vehicle | |
| dc.subject | mobile robotic platform | |
| dc.subject | impact device | |
| dc.subject | mathematical model | |
| dc.subject | simulation modeling | |
| dc.subject | energy potential | |
| dc.subject.udc | 622.23.05:550.344.34 | |
| dc.title | Рекуперативний п'єзоперетворювач вібрацій технічних систем в електричну енергію | |
| dc.title.alternative | Recuperative piezoelectric converter of vibrations of technical systems into electrical energy | |
| dc.type | Thesis Doctoral |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 8.98 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: