基于磁悬浮能量收集器主共振的非线性动力学与性能优化

本研究论文探索了非线性磁悬浮系统用于能量收集的潜力，通过开发一种包含更真实能量收集电路的改进系统，来更好地代表实际的运行条件。方法论上，使用多尺度法获得了系统动力学的近似解，并通过数值仿真来捕捉参数变化，通过相平面和参数变化图进行可视化。结果表明，通过调整电容以诱导内部和主共振，创新性地引入了扩展脱调公式（利用参数 sigma3 和 sigma4）来捕捉能量收集电路与机械系统在不同条件下的耦合动力学互动。对电路电荷和中间磁位移的周期性变化进行了彻底分析。与旧模型的比较表明，所提出的耦合机制有效抑制了不希望的非线性行为，如混沌和多稳定性，从而实现更稳定可预测的能量收集过程。最终识别出能量收集效率与动力学稳定性之间的关键权衡，为实际的能量收集系统提供了有价值的新的设计视角。