文章标题：面向船舶姿态感知的摩擦电角度传感器性能研究
文章作者：程辉1, 刘建华2, 徐鹏3
关 键 字：智能船舶|摩擦纳米发电机|角度传感器|高灵敏|自驱动
文章摘要：随着智能航行技术的不断发展，尤其在船舶姿态控制与状态感知系统中，对高精度、低功耗、可自供能的角度检测技术提出了更高要求。基于独立层式摩擦纳米发电机的静电感应耦合效应，本文构建了一种可实时检测船舶姿态角度的自驱动层叠式传感器，系统揭示了转动角度与角速度对输出特性的非线性响应规律。通过建立表面电荷密度与接触面积的正相关性模型，结合动态电容变化理论，阐明了输出电压和短路电流的电荷转移机理。对比传统磁电编码器，所提出的层叠式传感器通过优化柔性基底氟化乙烯丙烯薄膜的介电常数和表面微纳结构，检测船舶姿态角测量精度提升60%，可为船舶姿态控制系统中的舵角感知及螺旋桨转速调节提供低功耗、高鲁棒性的解决方案。