Piezoelectric Energy Harvesting
壓電式振動能量採集器是最有發展潛力的能量採集方法之一,原因在於其具有高能量密度及微機電化的可行性。然而,傳統的懸臂梁式壓電能量採集器有著採集頻寬窄、應變分佈不均等缺點。為提升採集性能、本實驗室藉由結構的重新設計以改善上述缺點。下方所示的延伸式簡支梁採集器即藉由簡支梁的設計,有效改善應變分佈不均的缺點,並藉由預壓的簡支梁設計使系統具有雙穩態的特性、藉此提升採集頻寬及輸出電壓。
不同於懸臂梁式採集器以彎矩的形式造成壓電材料的形變,本實驗室提出拉伸式採集器的設計。此採集器以懸臂梁拉伸壓電薄膜,使薄膜能有均勻的應變分佈,繼而有效提升採集效能。此結構也應幾何非線性而有效拓展採集頻寬。
壓電式能量採集器除應用於基底激振外,也可運用於風能之採集。藉由安裝圓柱體於樑結構上,當風流經圓柱時將使圓柱振動,使壓電材料產生電能。
Vehicle Dynamics
本實驗室探討乘用車及商用車的動態表現,藉由建立車輛模型及工況以進行相關分析。實驗室過去曾進行四輪轉向車輛在高速行駛時之性能分析,並設計後輪轉向的控制邏輯,使其在過彎及變道時可因後輪轉向的導入提升其穩定性。
除了車輛的動態分析外,本實驗室亦致力於車輛狀態估測器的開發。估測器的目的在於以間接的方式估算出無法藉由感測器獲取的資訊,最常見的例子為質量估測及重心估測。由於貨車在滿載及空載時其質量與重心位置將有一定程度的差異,此差異對於車輛動態性能有顯著的影響。例如當貨車重心高時,將較低重心車輛容易翻覆。若能有效估測此類參數,並將結果引入輔助或自動駕駛系統中,將可有效提升行駛安全。本實驗室基於Dual EKF,開發出可有效估測貨車質量及重心位置的演算法。