@PHDTHESIS{Al-Ashtari2013c,
  author = {Al-Ashtari, Waleed},
  title = {Model based enhancement of an autonomous system with a piezoelectric
	harvester},
  school = {Universit{\"a}t Paderborn},
  year = {2013},
  type = {Dissertation},
  abstract = {''Energy Harvester`` wandeln Umgebungsenergie in n{\"u}tzliche elektrische
	Energie. Zur Berechnung der elektromechanischen Charakteristik eines
	piezoelektrischen ''Energy Harvesters`` wird ein auf Materialeigenschaften,
	Geometrie und Randbedingungen basierendes analytisches Modell vorgestellt.
	Dieses dient als Basis f{\"u}r ein weiteres Modell, welches den Betrieb
	eines autonomen Systems beschreibt. Die theoretischen Arbeiten werden
	mit Laborversuchen validiert. Es zeigt sich, dass der piezoelektrische
	Harvester im eingeschwungenen Zustand durch den Gleichrichtungsvorgang
	zwei abwechselnde Lastzust{\"a}nde erf{\"a}hrt. Dies f{\"u}hrt zu
	nichtlinearem Verhalten des Harvesters, besonders wenn die angeschlossene
	Last eine geringe Impedanz hat. Desweiteren zeigen die Ergebnisse,
	dass ein solches autonomes System effizient arbeitet, wenn es an
	eine Last mit hoher Impedanz angeschlossen ist und bei einer der
	Antiresonanzfrequenz des piezoelektrischen Harvesters entsprechenden
	Frequenz angeregt wird.Das Modell des autonomen Systems wird auf
	ein System mit mehreren piezoelektrischen Wandlern erweitert. Zur
	praktischen Implementierung eines solchen Systems wird eine Technik
	zur Frequenzeinstellung eingef{\"u}hrt, da die optimalen Betriebsfrequenzen
	der einzelnen Wandler aufeinander abgestimmt werden m{\"u}ssen. Die
	Einstellung erfolgt, indem die Entfernung zwischen zwei Permanentmagneten
	und damit deren Anziehungskraft, welche die Steifigkeit des Harvesters
	beeinflusst, angepasst wird. Diese Technik zur Frequenzeinstellung
	wird modelliert und experimentell validiert. Die Ergebnisse zeigen,
	dass die Frequenzeinstellung mittels Permanentmagneten eine einfache
	und zugleich effektive L{\"o}sung f{\"u}r das Problem der Frequenzanpassung
	piezoelektrischer ''Energy Harvester`` darstellt.
	
	
	
	Energy harvesters convert ambient energy into useful electrical energy.
	An analytical model for calculating the electromechanical characteristics
	of a piezoelectric harvester based on the material properties, geometry
	and boundary conditions is presented. This model is the basis for
	a further model which describes the operation of an autonomous system
	powered by a piezoelectric harvester. This theoretical work is validated
	by corresponding laboratory experiments. It is found that, in steady-state
	operation, the piezoelectric harvester experiences two alternating
	load conditions due to the rectification process. These load conditions
	make the system behave nonlinearly, especially if the connected electrical
	load is of low impedance. Furthermore, the results show that such
	an autonomous system works efficiently if it is connected to a high
	impedance load and excited at a frequency matching the anti-resonance
	frequency of the piezoelectric harvester.The model of an autonomous
	system is extended to describe a system with multiple piezoelectric
	transducers. For implementing such a system, the optimum operation
	frequencies of the individual transducers must be adjusted. Therefore,
	a frequency tuning method is introduced. The tuning is accomplished
	by adjusting the distance between two permanent magnets and thus
	changing the attracting force between them in order to affect the
	structural stiffness of the harvester. This tuning method is modeled
	and validated experimentally. The results show that frequency tuning
	using permanent magnets is a simple and effective solution for the
	frequency adjustment of piezoelectric energy harvesters.},
  bdsk-url-1 = {http://digital.ub.uni-paderborn.de/hs/content/titleinfo/835932},
  file = {Al-Ashtari2013c.pdf:Al-Ashtari2013c.pdf:PDF},
  timestamp = {2014.01.09},
  url = {http://digital.ub.uni-paderborn.de/hs/content/titleinfo/835932}
}