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일단은 고정되고 타단은 외력에 의해 진동될 수 있는 외팔보;상기 외팔보 상에 장착되어, 상기 외팔보의 진동에 의해 전기를 발생시키는 압전체;상기 외팔보 상에 장착되는 질량체;상기 외팔보, 상기 압전체 및 상기 질량체에 연결되어, 상기 외팔보의 진동에 의한 동역학적 및 전기적 특성을 해석하기 위해 상기 질량체의 위치 정보가 입력되는 입력부; 및상기 외팔보, 상기 압전체 및 상기 질량체에 연결되어, 상기 입력부에 입력된 상기 질량체의 위치 정보가 반영된 상기 외팔보의 진동에 의한 동역학적 및 전기적 특성이 해석되는 해석부;를 포함하고,상기 동역학적 특성은 변위, 가속도 또는 진동수를 포함하고, 상기 전기적 특성은 전력 또는 전압을 포함하며,상기 입력된 질량체의 위치 정보에 따라 상기 외팔보의 진동에 의한 동역학적 및 상기 전기적 특성이 변화되고,상기 해석부에서는,인 운동 방정식에 의해 상기 외팔보의 진동에 의한 동역학적 및 전기적 특성이 해석되고,이때,mij는 상기 질량체가 고려된 질량행렬의 i행 j열 성분이고,q는 일반좌표이고,kij는 강성행렬의 i행 j열 성분이고,는 외팔보의 고정된 일단에서의 가속도이고,Qi 는 관성력을 결정하는 계수이고,Pi는 전기-기계 연성 계수이고,V는 압전체에서 발생된 전압이고,CP는 전기 용량이고,R은 부하 저항인 압전 에너지 하베스팅 시스템
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제1항에 있어서,상기 운동 방정식에서,이고,이때,ρ는 외팔보의 선밀도이고,L은 외팔보의 길이LC는 외팔보의 일단에서 질량체까지의 거리이고,Ф는 모드 함수이고,mc는 질량체의 질량이고,ES, EP는 외팔보와 압전체의 탄성계수이고IS, IP는 외팔보와 압전체의 면적관성모멘트이고,e31은 압전 커플링 계수이고,b는 외팔보의 폭이고,hp, hs는 외팔보와 압전체의 두께이고,e33은 압전 유전율인 압전 에너지 하베스팅 시스템
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제1항에 있어서,상기 질량체는 상기 외팔보에 탈부착이 용이하도록 자석으로 마련되고,상기 외팔보의 일단에 인접하게 장착되는 압전 에너지 하베스팅 시스템
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제1항에 있어서,상기 압전체는 상기 외팔보의 일면 또는 양면에 장착되고, 상기 질량체는 상기 압전체 및 상기 외팔보의 두께 합계의 절반인 위치에 장착되는 압전 에너지 하베스팅 시스템
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제1항에 있어서,상기 외팔보 또는 상기 압전체는 복수 개로 마련되고,상기 복수 개의 외팔보가 서로 교차하도록 배치되거나, 상기 외팔보 상에 복수 개의 압전체가 서로 다른 두께를 구비하여 장착될 수 있는 압전 에너지 하베스팅 시스템
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외팔보 및 상기 외팔보 상에 장착된 압전체를 포함하는 압전 에너지 하베스팅 시스템이 제공되는 단계;상기 외팔보 및 상기 압전체에 연결된 입력부에 의해 상기 외팔보 상에 장착될 질량체의 위치 정보가 입력되는 단계;상기 외팔보가 진동되는 단계;상기 외팔보 및 상기 압전체에 연결된 해석부에 의해 상기 질량체의 위치 정보가 반영된 상기 압전 에너지 하베스팅 시스템의 동역학적 및 전기적 특성이 해석되는 단계;를 포함하고,상기 외팔보 및 상기 압전체에 연결된 해석부에 의해 상기 질량체의 위치 정보가 반영된 상기 압전 에너지 하베스팅 시스템의 동역학적 및 전기적 특성이 해석되는 단계에서,상기 압전 에너지 하베스팅 시스템의 동역학적 특성은 변위, 가속도 또는 진동수를 포함하고, 상기 압전 에너지 하베스팅 시스템의 전기적 특성은 전력 또는 전압을 포함하며,상기 해석부에서는,인 운동 방정식에 의해 상기 압전 에너지 하베스팅 시스템의 동역학적 특정 및 전기적 특성이 해석되고,이때,mij는 상기 질량체가 고려된 질량행렬의 i행 j열 성분이고,q는 일반좌표이고,kij는 강성행렬의 i행 j열 성분이고,는 외팔보의 고정된 일단에서의 가속도이고,Qi 는 관성력을 결정하는 계수이고,Pi는 전기-기계 연성 계수이고,V는 압전체에서 발생된 전압이고,CP는 전기 용량이고,R은 부하 저항인 압전 에너지 하베스팅 시스템의 특성 해석 방법
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제8항에 있어서,상기 질량체의 질량 또는 위치 정보가 반영된 상기 압전 에너지 하베스팅 시스템의 동역학적 및 전기적 특성이 해석되는 단계 이후에,상기 외팔보의 1차 고유 진동수 및 2차 고유 진동수가 근접하게 되는 상기 질량체의 장착 위치가 결정되는 단계를 더 포함하는 압전 에너지 하베스팅 시스템의 특성 해석 방법
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