Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   23 ,  No.   1 ,   Ju ly   20 21 ,  pp.   1 88 ~ 1 9 6   IS S N: 25 02 - 4752, DO I:  10 .11 591/ijeecs .v 23 .i 1 . pp 1 88 - 1 96          188       Journ al h om e page :  http: // ij eecs.i aesc or e.c om   Vibratio n harves ting inte grated i nto vehi cle suspe nsion an d  bodywork       So u ad Tou airi , Must apha  Mabr ou ki   Ind us tria l En gi neer i ng Labo ra tory (L GI ) , F ac ulty  o f  Science s and Tec hniq ue s,  S ultan M oula y   Slim ane  Un i ver sit y ( USM S) , Be ni Mel la l, Morocco       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Feb   4 , 2 021   Re vised  Jun   2 ,   2021   Accepte d  J un  1 1 , 202 1     Thi s  work  pro poses  a  new  pie zo el e ct ri c  tr ansduc er  s y ste m   with  four   fre edoms   of  m o vement  m odel led  and  eva luated   b y   m ec hat roni c   te chni qu es.   The   proposed   m odel li ng  te chn ique s  ( fin it e   e lem ent   and  bond   gra ph )  wer e   per form ed  in  a  20 - Sim   fra m ework  at t ac h ed  to   the   AN SY S  sof twar e.  Th e  esta bli sh ed  har v este r  s y stem  has  the   abi lit y   to  inc rea se  th e  driver' s  comfort   when  tra velling  on  seve ral   t y pes  of  roa d  surfac es.   The   pie zo elec tr i c  har veste r   is  designe d  to  inve stigate  and   provide   the   hea l th  req uire m e nt  and  ride  comfort  of  the   vehi c le' s  driv es  on  ran dom   ro a d  surfac es.   The  sim ula ti o n   result s  af f irm  th at   th e  improved  pie zo el e ct ri c  trans duce r  arr angem ent   is  m ore   produc ti v e  for  v ari ous  aspe c ts.  T he  power  re cover y   is  signifi c ant l y   enha nc e d   as  well   as  the  drivi ng  comfort   on  the  three  r oad  c at egor ie s.  Final l y ,   th e   har vesta b le   pow er  amount  is  hi ghli ght ed  and  is   gra phically   dis cussed  for   seve ral specific  appl i ca t ions.   Ke yw or d s :   Ele ct ric powe r   Energy  harvest ing   Piez oelect ric    Su s pensi on sys tem   Vibrat ion ene r gy   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  B Y - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   Souad T ou ai ri   Dep a rtm ent o f Physi cs,   In dust rial  Enginee rin g  La borato ry   Faculty  of S ci e nces a nd Tec hniq ues   Su lt an  M oula y Sl i m ane Univ ersit y   Cam pu s  M gh il a, BP  523,  23000 B eni Mel la l, Mo ro cc o   Em a il :  tou ai risou a d@gm ai l.c om       1.   INTROD U CTION   Thro ughout  t he   la st  decade ,   the  a doptio n  of  aut onom ou s  el ect ric  ve hicle ,  ha ndhel d  wireless  com m un ic at ion s  syst em s,  s m art  instru m e nts,  a nd   i ntell i gen t  ci ti es  has   been   gro wing   ste adily .  Those  la tt er   aff ect   the  dem and   for  el ect rical   ener gy  (E E)  w hich  ha s  al so   bee n  incr easi ng.  This  te chnolo gical   ex pansi on   has  place d  sev eral  con st raint s  on   el ect ric  powe r  pro duct ion   by  a  prop e r   and   co ntin uous  so urce  of  el ect rical   powe r.   H owev er,  the  powe r  so urces  bec ome   a  barrier  be cause  the  qua ntit y  of   ene rgy   con s um ed  by  the  aut onom ou s  el ect ric  veh ic le   ( AEV )   is  el evated  due  to  the  prol onge d  dr i vin g  distances  [ 1 ] ,   [ 2].  In   this  re sp ect ,   a  novel  piezoe le ct ric  transdu cer  syst e m   has  been   an nounc ed  to  pro gr e ss   the  recovery  of   vi br at io nal  energy   and  offe r  ne w   eff ic ie nc ie s  a nd  im ple m ent  new  te ch no l ogie s  [3 ] ,   [ 4].  Wh il e  vibrat io nal  ene r gy  sca venge r  (V E S)   util iz ing   the  piez oelect ric  su bs ta nc e  has  previ ously   been   dis cusse d  in  gre at   sci entifi c  research   database ,  m any  inv est igat or s   ha ve  bee n  fo c us e d  on  piez oe le ct ric  canti le ve r  [5 ] .   The   m ain   pu r po s e  is  t ha t  the   harvester ’s  be a m s  ensure  a   la rg e  el ect ric al   powe r  am ou nt  for  s uppl yi ng   se ver al   i ndus trie s  de vi ces  as;   autom otive  are a,  soph ist ic at ed  wireless  ra da rs  an d  sm art  instru m ents  [6 ] ,   [ 7].  F ur t her m or e,  the  VES   sc hem es   pro du ce  a nd   s tore  po wer   cl os e  to  loads  an d  co ns um ption  need s  [ 8].  Th is  te chn iq ue  colle ct s  the  a m bien t   vibrat ion   ene r gy  of  the  wea k  s us pe ns i on  distor ti on  a nd   co nv e rts  it   in to  po wer   s uppl y  [9 ] .  T he  c om m on   perform ance  of  the  piezoele ct ric  pac kag e  os ci ll at es  natu rall y  in  res pons e  to   the  nor m al   su perfici al   plan e   os ci ll at ion   of  t he  tra nsd ucer’ s  beam s  [ 10 ] ,  these  vibrat ions  are   noti ced   in  t he  strai n  of  unc hangin g  s urface   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Vibra ti on  harv est ing  i ntegr at ed  int o  ve hicle   su s pen si on  and b od yw or k   ( Souad To uairi )   189   m at erial   [1 1 ] ,   [ 12] .  The  m ano eu vre  is  essenti al   to  decr ea se  the  i m pact  of   vi br at io n  an d  pr e ser ve  dri ver s  by  wasti ng  this  v ibrati onal   energ y  in  dissipati ng   heat  [13].  More over,  the  w ho le   suspe ns io n  of   the  seat   operate s   as  a  vib rati on  i so la tor  t o  rem ov e  t he  pe rturbati on   from   hi gh   rou ghness  of   the  ro a d  pr ofi le .  The  ef fort s  of   the   researc hers  we re  im ple m ente d  to  e nha nce  the  tra ns du ce r  e ff ic ie ncy.  The  auth or s   in  [14]  ap plied  a  tra nsduc e r   canti le ver   i nto   wh eel ’s  ti res  t o  dist rib uted  powe r  in  t he  ve hicle s  an d  syn chro nizing  t he  stora ge  of   vibr at ion al   energy  in  t he  c hargin g  batte ries.  A s  a  resu lt ,   there  has  bee n  gro wing  pro gress  in  tra nsd uc er  en gi neer in g  as  a   m os t   po w er fu l  too l  f or   the  de velo pm ent  of   a  m or e  eff ic ie nt   syst e m .  Nev ertheless,  a  past  stud y  has  perf or m ed   an  e xten de d  a nd  com pr e hensi ve  a naly sis  of  the   ap plica ti on  of  piezoele ct ric  substance   to  c ollec t  vibrat io n,   nam ely  ener gy   sc ave ng i ng   from   fu el   gen e ra tors  in  a  nucl ear  ene rg y  f act ory   [15].  I n  the  ver y  sam e  sit uation,  the  sci entifi c   in  [ 16 ] ,   [ 17]   ha ve  bee n  re vi ewin g  these  i nteresti ng  area s  and   offer i ng  so m e  so luti on s  f or  m od el li ng .  In   add it io n,   piez oe le ct ric  ener gy   reco ve ry  by  v ibrati on  (PVE H)   ci rc uit  and   stocki ng   detac hm ent   are  wi dely   discuss e d  in  the  l it eratur e  [ 18] .  On   t he  ot her   s ide,  the re  are  m any  popu la r  te chn iq ues  t hat  ha ve   been   a ppli ed  a nd   reali zed  to  colle ct   var io us  vib rati on   e nergies  carry  ou t  on   t he  ve hicle   body.  T his  ext ern al   excit at ion   ca n  change   the  ve hicle ' s  eng ine   beh a viou r  or  the  ca r' s  antil oc k  br a kes   de vi ce  ( ABD )  [19].  T he   auth or s   of  [ 20 ] ,   [ 21]   ha ve  be en  propose d  an  a pp li cable  strat egy  to  c ol le ct   hig h  ba nd width  of  vib ra ti on s  energy  thr ough   the  us e  of   tra nsduc er  at ta che d  to  the  su s pe nsi on   syst em .  N ever t heless,  thi s  appro ac h  doe s  no t  pr ese r ve  c onduct ion  safety   f or   t he  c onduct or   due  t o  the   c hange d  s uspen sion  pro pe rtie s.  A fter  re viewi ng  the  per ti ne nt  li te r at ur e,   the  a ut hors  ha ve  str uggled   to   so l ve  tw o  c riti cal   te chn i cal   prob le m s:  Pr ot ot yped  a   trans du ce r  t hat n ee ds   process   with lo w oscil la ti on  e nergy a nd app ropr ia te   sh a pe  fact or fo r  the  suspe ns io n.   This  arti cl e  propose d  a  nove l  m e tho dolo gy   fo r  tran sduc er  m od el li ng   t hat  prov i des  a n  excell ent  ov e r view  an d  exp a nds  the  po w er  am ou nt.  T he  vibrat io n  ha rv est in g  syst em   ( VHS )   de vice  est ablished  in  this   pap e r  e nsures   high  perform a nce  for  el ect ri c  ve hicle   ( EV )   su s pe ns io n  wi th  re gard  t o  a  un i fied  reg e ne rati ve   appr oach.  Pa rtic ularly   the  bond  gra ph  (B G)  ap proac h  is  a pp li ed   to  t he  whol e  harveste r  syst em   ( m ec han ic a l   su s pen si on  co m po nen ts  a nd   piezoelec tric   tr ans du ce r).  I n  a dd it io n,   the  pe r pendicula r,   tra ns ve rsal  a nd   bi la te ral   forces  of  the   veh ic le ' s  su sp en sio n  cha ra ct erist ic s  are  evaluate d.   T his  approac h  ta kes  into  acc ount  the   geo m et rical   and   no n - li nea riti es  associat ed   with  the  s uspe ns io n  syst em ,  i nclu ding  the  pi ezoele ct ric  hys te resis  beh a viou r  as   well   as  the   cri ti cal   ti re  par a m et ers.   I n  a ddit ion ,  t he  a ppr opriat e  m at rix  of  m ass,  dam pin g  a nd   sti ff nes s  sta te s  is  cal culat ed  tak in g  into  acco un t  the  dyna m i cs  of   the  EV.  In  ad diti on al ,  th e  hyste resis  prop e rty   of   t he  piezoele ct ric  act uato r  ha s  bee n  ver ifie d  by  em plo yi ng   a n  im pu lse   wav el e ng t h  m odulati on  ( P WM)  wi t h  var i ou s  op e rat ion al   cy cl es  i nto   MAT LAB \ SU MIL INK  f ram e.  The  m od el   co ntr olled  dynam ic   da m pin g  par am et ers  an d  in put  value s  wer e  rec ognise d  tr ough  the  te st  resu lt s.  T he  nu m erical   valu es  of  the  sim ulati on   dem on strat e  be tt er  vib rati on  isolat ion .  T he  syst e m   is  es tab li sh e d  f or   the   m axi m u m / m i nim u m   da m pi ng   a nd   with  a  conve nt ion al   refor m ative  su s pen si on.  The  syst e m ' s   reco ve ra ble  powe r  RM S  is  386 m W   th ough  the   consum ption   of  the  P W M  aut om ob il e  switc h  ind ic at or  is  122 m W .  Th eref or e ,  this  dam pin g  fact or  of   the   su s pen si on  e nsure   com fo rta ble  ride   thr ough  m ini m al   po we r  c harge.  Furth erm or e,  the   sim ula ti on   af f ir m   that   the  tran sducer   at ta ched   in  t he   path  of  thick ne ss  has  a r ound   35%  m ino r  na tural  f reque ncy  and  10%  a dva nced  ou t pu t  volt age   (10 V)   t hat  the  narrow - wi dth   tra nsd ucer.  Finall y,  this   pa per   pro vide s  evide nce  t hat  the   piezoelec tric   be a m   can  be  em plo ye d  i n  a   vas t  arr ay   of  ap plica ti on s,  with  e qu i valent  m ass  and   el e vated  outp ut   resist ance,  res pecti vely .  Th e se  value s  de m on strat e  that  the  im pr ov e d  instr um ent  decr ease   str ongly  the   influ e nce  am on g  w heels   an d  ro a ds  eve n  pr ese r ving  the   operati ve   vibrat ion  ene r gy  reco ver y   capa ci ty   in  el ect ric energy  ( EE )   from  5 0 m W  to   7.4 W.       2.   MEC HAT RONIC S  MO DE LL ING   MET HODOL OG Y   Ma ny  adv a nce d  trans ducer  s yst e m s  in  VH S  are  pro pose d  an d  analy se d  but  they   didn' t  con side r  a   sta nd a rd  co nn ect ion   m od el   [22].  In  this  sect ion ,   a  m e chan ic al   s hea r   ha rv est in g  s yst e m   fo r  t he   V HS   te chnolo gy  wi th  an  unli m it e d  num ber   of   input  co ns trai nts  an d  a  m a xim u m   of   ou t pu t  f orces  has   been   est ablished .  T he  dynam ic   beh avi our  of  th is  transducer  syst e m   is  a  fu nction  of   the  sta te   of   ver ti c al   and   bounde d  horiz on ta l  forces   ( 1 ) .  T he   piez oelect ric  hyste res is  is  m od el le d,  an d  only   the  ver ti cal   m ov e m ent,  pitch  r otati on  and  r oll  m ov em ents  of  the  ve hicle   we re  ta ken  into   acco unt  [ 23 ] .  I n  a ddit ion ,  the   piez oe le ct ric   beam   a tt ached  to  the  con duc tor' s  seat   su spe ns io n  is  exh i bited  to  per t urbati on.  This  la tt er  is  a   com pl ic at ed  dynam ic   fu nction  of   m ov em ent  f or   this  ty pe   of   c om plex  m echan ic al   c ompone nt  [ 24 ] .  M or e over,  t he  ve hicle   handlin g  eq uation  has  been   e xtracted  e xclu ding  the  trans ducer  dy nam ic s  influ e nce  that  adopted  the  produce d  force  of   the  ve rtic al   m ov e m e nt  of   the  syst em   [2 5].  Furthe rm or e,  the  exhi biti ng   BG  ca lc ulate d  the  m o vem ent  equ at io ns   of   cond ucto r’ s  s eat   su sp e ns io n.   T hese  la tt er  are  com po s ed  of  the  pa ssen ger’s  susp ensi on ,   cond ucto r’ s  m ass  an d  the  roues  s us pe ns i on.  The  pro pose d  BG  c om po s ed  of  m ass  value,   s pr i ng   fact or,  an d  dam per  p a ram et er’ s m at rices for t he  p ie z oel ect ric h a rv est e r  ty pical  syst e m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p   Sci,   Vo l.   23 , N o.   1 ,  Ju ly   20 21 :  1 88   -   1 9 6   190   2.1.     Pie z oelectri c tr an s duce r mo unt e d b e t w een th e  seat  an d  t he  tyre  s uspensi on   The  m os t  co m m on   piezoelec tric   m at erial  us ed  in  PVEH  is  PZTK - 4  wit h  D 33   c har act erist ic s.  The   pro po se d  syst e m   us ed  zi rc on i um   le ad  at e  that  underg oes  a  structu ral  sta ge   transiti on   w he n  it s  infecti on  dro ps   to  the  Curie  tem per at ure  [26 ] ,   [ 27] .  H ow ever,  to  deter m ine  it s  ph ysi cal   app eara nce   fo r  powe r  fl ow,  an   el ect rified  piezoelec tric   tra nsdu ce r  unit   has   been  m od el le d  by  t he  BG   in ve rse  Fi gu re  1.  This  wav e   s ource  is  a   sinu s oid al   s our ce  direct  to  the   capaci tor  C pz   of   it s  m idd le   cond ucto r  by  th e  char act erist ic s  of   the  s us pe nsi on   (sprin g,  m ass   an d  dam per   el e m ent)  [ 26 ] .  This  c once pt  disc us se d  and  est ablish e d  in   a  m or e  detai le d  descr i ption  in  the  ne xt  sect io n.   T he  m agn it ud e  i nput  of   e xcita ti on   vo lt a ge  V pz   c ha ng e s  with  the  le ve l  of  piezoelec tric   m echan ic al   po la rity   that  assum ed  to  be   c on ti nu ous  re ga rd le ss   of  the   exter nal  in pu t  load .   Accor ding to  this  propose d  m od el ,  the  dyna m ic  stat e equ at ion s  of m o ti on   are  pr ese nted  a s foll ow s:      " 2 ( ) =  ( " 2 ( ) − " 1 ( ) ) + ( ′ 2 ( ) − ′ 1 ( ) ) + ( 2 ( ) − 1 ( ) )                               +  (  ( ) )                                (1)      wh e re ,  M sm   is  the  sp r ung  m a ss  (kg),  K spr   is  the  su sp e ns io n  sti ff ne ss  ( N/m ),   C PZT   is  the   su sp e ns io n  da m ping   (N s/m ),   F road  is  the  total   vib r at ion   f or ce  ( N ),   Z 1   unspra ng  m ass  m otion   (m ),   Z’ 1   un s prang   m ass  trans la ti on   sp ee d  (m /s),  Z 2   sp r ung  m a ss  m otion   (m ),   Z’ 2  s pru ng   m ass  translat ion   s pee d  (m /s ),   Z PZT   m otion   of  the   piezoelec tric   be a m s accordin g  to  the  D 33   (m )  a nd Z’ PZT  tran sla ti on  s peed ( m /s).   Accor ding  to  t he  I EEE  sta ndard   facto rs,   t he   li nk   am on g  th e  exter nally   pract ic al   fo rce  e m plo ye d  on   the  PEA .  T he  ou t pu t  m ov em ent  is  direct  and   prov e s  the  pr eci s e  at ta ch m ent  op tim al .  This  disru ptiv e  fo rce  pro du ces  a  pe r m anen t  sh ear  de form ation   in  the  PZT  m at eri al   patches  an d  as  a  resu lt   a  m echan ic al   m ov e m ent   on the  sides  of  the PZT - 7K surface i n  th e c ourse  of  pola rizat ion , calc ulate d  th r ough the  for m ula as foll ows :     3 3 3 3 3 1 1 1 1 D d E                                  (2)     In cl ud i ng,  the  su pe r fici al   po t entia l - thick nes s  m ov e m ent  D 33   on   t he  as pe ct s  of  the  P ZT - 7K  a reas;  the   PZT   stress  facto r  d 33 ;  the  sh ave  t ensio n  31   wor king  norm al   t o  the  trac k  of   the  PZT  pro pe ll ing ;  the  diele ct ric  con ti nual   value   11   an d  the  elec tric al  g r ound  E 1   in the  1 - path  in side t he  PZ T - 7K.   Althou gh   t he  ge ner al   e qu al isa ti on   of  the  e ne rg y  tra ns f or m at ion   us e s  a  dist rib uted  te ch nique  thr ough   the m od el li ng   of the B G,  it   w as easy  to de rive,   optim ise  an d  e xp la in  the  e qu at io ns o f  sta t e:     3 3 1 2 2 sin ( 2 ) 1 ( ) m p wd F n n t I wC R               (3)                           3 3 1 2 2 sin ( 2 ) 1 ( ) m p wd F n n t VR wC R                 ( 4)                                     The res ult ing   powe r o utput ca n be e xpresse d as f ollows:     2 3 3 1 2 2 s in ( 2 ) ( ) . [ ] . 1 ( ) m R M S p w d F n n t P t V I R w C R            (5)     wh e re ,   F m   is  a  pr ess ure  force  on  the  PZT - 7K   beam s  ver ti cal   to  th e  poolin g  f un ct io n  of  ti m e  t,  w  pr e sen ts  the   patch  widt h,   n 1   is  the  nat ur a l  fr e qu e ncy  ( Hz)   a nd  n 2   pr esents  the  bea m s  qu antit y  attached   cl os e  t o  the   su s pen si on.     2.2.     B on d  gr ap h   of s uspen sion  el emen t  c omb ine d wi th   th e  transduc e r beam s   The  est a blishe d  sc hem e  is  design e d  c on si de rin g  sprin g  el e m ent,  m ass  equ ivale nt  m od el   and   shoc k   abs orber   sc he m e  fo r  each  m od e .  The  s ub s yst e m   is  con structe d  with  se ver al   schem e  degrees  of  li ber ty .  This   prototypic al   pr ov i des   a g reat ride h an dlin g  a nd  provides  t he   diff e re nce  be tween  th e  ar bitrary  in pu t of   t he   ro a d  su r face.  T he  pe rturbati on  input  w  pr es ents  the  m ov e m ent  of   the  co ntr ol  ou t pu t  z,  as  il l us trat ed  in  Fi gure  1.   The  pro pose d  BG  of   the  c onduct or' s  seat   su s pen si on  syst e m   aff ir m   a  global  view  of  the  syst e m   a nd   it s   par am et ers  op t i m isa t ion .  T his   m od el   ta kes  into  acc ount  al l   the  pe rtu rb at i on s   im ple m ented  in  t he  c onduct or  sie ge.   The  pr e dicte d  el ect rical   po we r  am ou nt   is  a  fu nction  of   the  nu m ber   of   vib rati ons  on  an  in differe nt   ro ad .  This  new   a ppr oach  est i m at es   an  el ect rical   powe r  with  a  ve hicle   sp ee d  of   50km /h.  This  i m pr ov em ent  al lows  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Vibra ti on  harv est ing  i ntegr at ed  int o  ve hicle   su s pen si on  and b od yw or k   ( Souad To uairi )   191   about  58 W   of   need e d  e nergy  recovery  am ou nt.  In   this  se ct ion ,  a  com bin at ion   of   the  c ar  w heel  su s pe ns io n  at ta ched   t o  the   ha rv est e r  syst e m   m od el .  T he   volt age  ou t put  (i n  a  se ries  config ur at io n)  or   t he  c urre nt  sign al   ou t pu t  (i n  a  pa rall el   con fi gur at ion )  is  am pli fied  by  the  t w o  el ect rical ly   s epar at e d  piez oe le ct ric  segm e nts.  T he   par al le l  assem bly  will   du plica te   the  cur re nt  sing le - el em ent  el ect rical  ener gy  ha rv est i ng  as  the  piezoelec tric   eff ic ie ncy  ca pa bili ty .  This  l at te r  has   bee n  ch os e n  t o  in crease  t he  e ne rg y  ha rv est in g  c onfig urat io n  by   enh a ncin g  t he  ou t pu t  volt age   res pecti ng  to  a  sel ect ed  el e m ent  arr a ngem ent.  T he  rand om   inp ut  f un ct i on  was   app li ed  to  t he hy ste resis c hange c ourse  i n  th e crit ic al  seco ndary  l oops   of t he  piezoelec tri c h a rv est e r  ( PH ) .           Figure  1. Bo nd grap h  m od el   of  piezoelec tric   harvester  syst em  u nd er  d y na m ic  co nd it io n       In  a dd it io n ,   pi e z oe l e c t r i c   t e ch n ol og i e s   a r e   m or e   s ui ta bl e   t ha n  e l e c t r om ag ne t i c   t e c hn ol og i e s   f o r   t he   a pp l i c a t i on   i n  M E M S ,   du e   t o   t he   l im it s   of   m a gn e t   m i ni a tu r i z a t i on   w i t h  c ur r e nt   m i c r of a br i c a t i on   pr oc e s s e s   a s   e xp os e d  :   Fr om  Juncti on  1,  t he  sta te  e quat ion s  ha ve be en  e xtracted  as  foll ow :     3 1 5 4 1 3 4 1 5 1 2 2 6 7 1 4 2 3 6 2 7 2 2 8 9 1 0 8 9 1 0 2 1 '' ' '' m e e e f f f F Z e e e e f f f Z e e e f f f Z Z                                 (6)     Fr om  Juncti on  0,  t he  e qu at i ons of sta nd a rd st at e h ave  bee n e xcerpted  as  fo l low:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p   Sci,   Vo l.   23 , N o.   1 ,  Ju ly   20 21 :  1 88   -   1 9 6   192   1 2 3 1 2 3 1 7 8 1 1 7 8 1 1 ' m f f f F e e e f f f e e e                                   (7)      Fr om  Ele m ent I , t he  sta te  e quat ion s  ha ve be en  e xtracted  as  foll ow :     1 1 2 1 2 1 1 1 1 2 1 2 1 1 2 2 1 2 1 1 21 '' :  M    a n d   :  M   11 '' p e p e II f p Z f p Z MM                            (8)     Fr om  Ele m ent C, the state  e quat ions  hav e  bee n  e xtracted  a s foll ow :     99 2 1 2 1 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 9 1 9 ' ' :     :   qf qf K a n d K e K q e K q                              (9)     I n ( 10)  s hows  the linea r  c har a ct erised c oeffic ie nts of pat che s:     ( , ) ( ) ( ) ' ( ) ( , ) ( , ) ' ( , ) ( ) . ( ) p z t L o a d p z t p z t p z t p z t e Z t R R i t L i t e Z t r Z t Z P Z t V t I t                            ( 10)     This  co ndit ion  is  m ai ntained  un ti l  the  el ect r ic al   po we r  ha r vested  ass um es  the  highest  le vel  that  is  equ i valent  to  the outp ut  pote ntial .  T he  e qu at io n  is  li nea rized f or  a sp e ci fic  value   of  t he  veh ic le ' s  vel ocity   in  im per m anen t  cal culat ion s.     In   oth e r  words,  both  t he  c urre nt  am ou nt  and   t he  powe r   rate  f ro m   the  su sta ine d  m od el s  of  hyste resis  ha ve   been  car ried  ou t  from   the  em bed ded   piez oelect ric  trans du ce rs  ( EP T)   f reque ncy.  T he  ov e rall   si m plici t y  of   the  pro pose d  al te rn at ive  pres ented  a  be ne fit  in  the  rati os  of   ge ne rati on  and   inte rn al   powe r   consum ption .       3.   SIMULATI O N RESULTS   AND DIS C USSION     In  t hi s   sect ion ,   the  nu m erical  proof  from   si m ula ti on   has  be en  disc us se d  for  this  com plex  dynam ic   piezoelec tric   ha rv est e r.   T he  syst e m   exh ibit s  a  sm al l  a m o un t  of  vi br at io n  lost  t hat  is  conve rted  t o  e le ct ric   powe r  w he n  t he  m od el   ch a racteri sti cs  ta ke   a  di ff e ren t  le vel  of  value s.  N um erical   m easur em ents  are  perform ed  in  this  sect io n  to  dem on strat e  th e  pro du ct ivit y   of  the  pro po s ed  tra nsdu ce r  com bin ed  with  th e   su s pen si on  syst e m .  The  stora ge  ap proac h  al lows   inc reasin g  the  ene r gy  pro duct ion   a nd   reducin g  the  e nerg y   consum ption .   The  r oad  fact ors  in volve d  i n  these  dem on str at ion s  a re  ve ry  cl os e  t o  t he  c har act erist ic s  of  a n  act ual  autom ob il e  see  Table  1.   T he   su sp e ns i on   pa ram et ers  of   the  car  seat   ha ve  bee n  ada pt ed  to  the  acce le rati on   conditi ons  of  the  dr i ver ' s  bo dy .  H ow e ve r,   t he   vibrat io n  im pact  on   the  m ass  of  t he  ca r  ha s  bee n  re du ce d.   The   fast  sys te m   m o delli ng  us i ng  BG  est im at e  a nd  ver ifie s   the  i m ple m entat io n  of  the   re duce d  m od el   with  physi cal   reali ty .  This  appr oach   is  ve r y  at tract ive  to  harvest  m or e  el ect rical   ener gy   fr om   the  vibrat ion.  Hyste re sis  in   a  piezoelec tric   e nergy  am plifier   syst em   ( PZTEAs )   is  pro du ced  un der   c on diti on s  of   relat ively   sta ti c  op erati on  that  affe ct   dy nam ic   per f or m ance.  H ow e ve r,  the  harvester   hyste resis  behavio ur  is  an al yse d  us in g  m echan ic al   finite  elem ent  analy sis so ftwa re ( A NSYS )   as  shown i n  Fi gu re  2.         Table  1.  R oa d cl asses   acco rd i ng to IS O 8 608    Variable   Sp eed (k m /s)   Po wer  ( m W )   A   70 - 130   8 .6   B   50 - 90   1 2 .4   C   30 - 60   1 5 .3   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Vibra ti on  harv est ing  i ntegr at ed  int o  ve hicle   su s pen si on  and b od yw or k   ( Souad To uairi )   193       Figure  2. Ex pa ns io n of piez oe le ct ric h ar veste r under  sig nal l oops             (a)   (b)     Figure  3. Ef fec ts of real s ourc e ;   (a) ,  and i dea l so ur ce  ( b)   of  flo w       The  ide ntific at ion   of  the  recip ro cal   m od el   and   it s  cor res pondin g  m a trix  is  ens ur e d  by  the  bond  gra ph   inv e rse  ( BG I ) .   The   final   po wer  val ue  is  s pecified   acco r ding  to   ad juste d  natu ral  f requ encies  f r om   vib rati on   acce le rati on   [1  Hz,   90   Hz].  I n  th os e  c onditi on s ,  the  tra nsd ucer   feedbac k  to  ene rg et ic   f orces  is  co ntr olled  an d  si m ulati on   of  po te ntial ly   li fe - threate ning  ac cel erati on s   is  r equ i red.  T he  s cavenge r  e nergy  value  is   a  f un ct io n  of  v ehicl e  sp ee d  in  the  ra ng e o f  30   m /s  to  85  m /s  on   ro ad  prof il e  res pecti ve ly   B ,  C   and   D   as  pr ese nt  Fig ur es 3   (a)   a nd  3   ( b).  The  am ount  of   el ect rical   energy  is  pre dicte d  by  the   squa re  root  of   t he  vehi cl e  sp eed   as  well   as   by  the  fact  th at   the  trans verse  disp la cem e nt  an d  sp ee ds  of   the  ve hicle   are  i m po rta nt.  The se  sim ulati ons   dem on strat e  th e  eff ect ive ness   of   t his  ap pro ach  in  harvesti ng   el ect rical   e nergy.  I n  a ddit ion ,  t he  inc rea se  in  veh ic le   acce le r at ion   pro vid es  an  ind ic at io n  an  i m po rta nt  EE.  The  el ect rical   ener gy  has  be en  ge ner at e d  on   th e   ro a d  s urface   due  to   the   fact  that  the  relat iv e  d is placem ent s  an d  s pee ds   of  the   s us pe nde d  a nd  un s uspe nd e d  body a re all  pr oport ion al .     The  ve hicle   se at   powe red  al l  dev ic es   by  t he  harvestable   en erg y  value   as  gi ven   i n  Fig ur e   4.   Fig ur es   4   (c)   a nd  4   ( d)  il lustrate   that  the  am ou nt  of   el ect rical   powe r  e xp a nds   betwee n  308  m W   a nd  50 0  m W ,   resp ect ively ,  s urrou nd i ng  1 h  of   car  m ov em e nt  at   60   km /h,  from   0. 9  W   to  15  W   a nd  from   10  W   to  80 W ,  after   the  veh ic le   sp e ed  rises  from   50   km /h  to  10 0  km /h.  In   this  docum en t,  the  si m ulati on   resu l ts  wer e  fou nd e d  for   an  a de qu at e  s et   fr e quency  va lue  of   90  Hz .  T he  am plit ud es  of  the   sus pende d  m ass  acce le rati on s   increas e   sign ific a ntly   wh ic h  affe ct   the  powe r  out pu t  am ou nt.  T he  m ow   el ect rical   po we r  det erm inati on   fr om   the   passe ng e r  ( c ondu ct or)  sie ge  s us pe ns i on   is  ac hieve d  by  exa m ining   exact  na tural  fr e quenc y  ran ge .  This  s yst e m   has  the  sam e  ph ysi cal   ge om et ry  and   m a te rial   char act e risti cs  as  the  resu lt s  of   the   pr e vious  m od el li ng  si m ulati on s.    Figure  4   (c)   s hows   that  the   el ect rical   te ns io n  gro ws  li nea rly   with  t he  inc re ase  of  the  ve hi cl e  load  a nd  velocit y.  T her e fore,  unde r  t he se  co ndit ion s,   i t  is  co nf irm ed  that  the   am ou nt   of  e xter nal  vi brat ion  inc rease s  the  vo lt age   de ns it y  le vel  an d  c onse qu e ntly   the   colle ct ed  e nergy  is  hi gh ly   si gn i ficant.  T he   trans du ce r  harvester   adopted   in  s uspe ns io n  syst em   al lows   the  necessa ry  ene r gy  rec ov e ry  f or   t he  ap pro pri at e  di m ensions.  I n  add it io n,   the  f abr ic at io n  an d  reali sat ion   of   su ch  a  syst e m   is  necessary  to  no te   that  t he  de fine d  the   energy   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p   Sci,   Vo l.   23 , N o.   1 ,  Ju ly   20 21 :  1 88   -   1 9 6   194   requirem ent  to  be  con s um e d  by  the  sens or s .   Fr om   the  equ at ion s  gi ven   by   the  BG  m od el li ng   the  appr opriat e  dim ension s  of  the  arm at ur e  ha s  bee n  achie ve d.   T he  piezoe le ct ric  factor s  are  resil ie nt  f or  a  trivia l  le ngth  a nd   la rg e  t hick ness   an d  viscosity .   The   dim ensio ns   of  the  piez oe le ct ric   dev ic e s  pro pose d  in   this  pap e r  im pr ov e d  the ch a racteri st ic s o f  the  su s pe ns io ns   (stiff nes s and  dam per s) .           ( a )   ( b )       ( c )   ( d )     Figure  4.  Cl assifi cat ion   of ene rg y  harvesti ng  a m ou nt  unde r piez oelect ric  dy nam ic  co ndit ion ;   ( a )  m ajo r  resona nce  fr e quency,  an exte r nal loa d resist ance  ( b ),   ( c )  p ie zoelec tric  cons ta nt and    ( d )  Ma ss  de ns i ty  o f  t he  PZ T - k       4.   CONCL US I O N    This  pa per   ai m s   to  dev el op  a  piezoelec tric   harvester  syst e m   m ou nted  on  seat   su s pe ns i on   t o  colle ct  and   c onver t  th e  s m al l   vib rati on   e nergy  a m ou nt  into  el ect ri cal   ener gy.  T his  m od el   i m pr oved  the  power   su pply   need e d  f or   t he  EV  by  the  piez oelect ric  com po ne nt  in  the  re so na nt  f reque nc y  of   this  distu rb a nce.  I n  a dd i ti on ,   the  el ect rical   energy  outp ut  app ea re d  from   t he  car' s  load  is   include d  in  t he   pro pose d  c om ple te   Bon d  Gr a ph  m od el .  The  si m ula ti on   res ults  sho wed   t hat  the  el ect rical   powe r  s upply  w as  suffici ent  for  the  EV   nee ds.  Th e   harvested  el ect rical   ener gy  qu antit y  increased  from   30 0  m W   t o  599  m W ,   fr om   0. 4  W   to   14   W   a nd   f r om   1  W  to  100  W   res pecti vely   unde r  r oad  trav el li ng   (levels  A,   B  and   C ).   O ve rall ,  the  piezoelec tric   ha rv e ste r  is   pr el im inaril y  c ho s en   the  sim ulati on   res ults  are  e ncouragi ng.  The   ne xt  phase  of  ou r  re search   will   the refor e  fo c us   on  the  diff e ren t  ex pe rim ental   con diti on s ,  inclu ding  higher  r oa d  r ough ness  excit a ti on s.   As  f utu r e  work,   structu ral  c on c eption  a nd  fact or s   opti m iz a ti on   of  this  harve ste r  syst em   and   validat io n  te st  in  the   real  E V  a re  plan ned.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Vibra ti on  harv est ing  i ntegr at ed  int o  ve hicle   su s pen si on  and b od yw or k   ( Souad To uairi )   195   REFERE NCE S    [1]   A.   Gonça lve s,  A.  Alm ei da,   E .   de   Moura,   C.   da  R.   Souto,  and  A.  R ie s,  “ Acti ve  vibr at ion  cont ro l  in  a  two  degr ee s  of   fre edom  struct ur e  using  pie zo ele ct ri c  tra nsduc ers  associa te d  wi th   nega ti v e  c apa c i ta nc e  shunt  ci r c uit s,”   Int .   J.  D y n .   Control ,   Jun.  20 20,   doi :  10 . 1007 /s40435 - 020 - 00652 - 9.   [2]   T.   Yang,   Q.  C ao ,   and  Z.   Hao ,   “ A nove l  nonli n ea r m ec hani c al   osci l la tor  and it s a ppl ic a ti on  in  vibr at i on  isola ti on  and   ene rg y   har v esti ng, ”  Me ch.  Syst.   Signa l  Proce ss . ,   vol.   155,   p .   107636,   Jun.  2021,   do i :   10. 1016/j. y m ss p. 2021. 107636 .   [3]   Z.   W u,   G.  Xu,  H.  Yang,   and  M.  Li ,   “ Anal y s is  of  Dam ping  Char ac t eri sti cs  of  a  H y dra ul ic   Shock   Abs orbe r, ”  Shock   Vi b. ,   vo l. 2021,  pp.   1 – 10 ,   Feb .   2 021,   doi :  10 . 115 5/2021/ 8883024.   [4]   H.  A .   Marz og ,   M.  Jaleel   Mohs i n,   and  M .   Azhe r   The rib ,   “ Chaoti c  s y st ems   with  pseudora ndom   num ber   gene ra te   t o  prote c t  the   tr ansm it te d  data  of  wire le ss   net wor k, ”  Indone s.  J .   El e ct r.  Eng .   Comput.   Sci. ,   vol .   21,   no.   3,   p.   16 02,   Mar.   2021 ,   doi : 10.11591/ i je e cs. v21. i3 . pp1602 - 1 610.   [5]   S.  Toua iri   and  M.  Mabrouki,   “ Control   and  m odel li ng  ev al u at io n  of  a  pie zoe l ec t ric   har vest er  s y s te m , ”  Int.   J .   Dy n.   Control ,   Mar .   20 21,   doi :  10 . 1007 /s40435 - 021 - 00764 - w.   [6]   S.  Suherm an,   F.   Fahm i,   U.  Hasnita,  and  Z.   Her ri,   “ Design  and  cha ra cteri sti cs  a ss ess m ent   of  wire le ss   vibratio n   sensor  for  buil di ngs  and  houses,”   Indone s.  J .   Elec tr.  Eng.   Comp ut.   Sc i. ,   vol.   21 ,   no.   3,   p.   1381 ,   Mar.   2021,   doi :  10. 11591/ijeecs. v21. i3. pp1381 - 13 88.   [7]   S.  Li ,   J.  Xu,  X .   Pu,  T.   Ta o ,   H.  Gao,   and  X .   Mei ,   “ Ene rg y - ha rve s ti ng  var ia bl e/con stant   damping  s uspension  s y ste m  with  m otor  base d  elec tro m agne ti c  d amper, ”  Ene rgy ,   vol.   189,   p.   116199,   Dec .   2019,   doi:   10. 1016/j.e n erg y. 2019. 116199 .   [8]   Y.  K.  Jelba oui ,   E.   M.  L amiaà,  a nd  A.  Saad,   “ Fa ult   dia gnosis  of  a  squirre l  ca g e  i nduct ion  m otor  fed   b y   an  inv erter  using l issajous  c urve   of  an auxi l i ar y   winding  vol t age , ”  Indone s .   J .   El e ct r. Eng.   Co mput.   Sci. ,   vol. 2 1,   no.   3 ,   p.   1299,   Mar.   2021 ,   doi : 10.11591/ i je e cs. v21. i3. pp1299 - 1 308.   [9]   A.  AL - Shimm ary ,   S.  Kare em  Radhi ,   and  A.  Kass im  Hussai n,   “ Haa r  wave let  m et hod  for  solving  coupl ed  s y stem  of  fra ctional   orde r  par tial  diffe r ent i al   equa t ions,”   In dones.   J.   Elec tr .   Eng.   Comput.   Sci . ,   vol.   21,   no.   3,   p.   1444,   Mar.   2021,   doi :  10 . 11 591/i je ec s.v21 . i 3. pp1444 - 1454.   [10]   I.   Bessade t,  H.  Té dji n i,  and   I.   Khali l  Bouss erh ane ,   “ H y droge n   elec tr ified  ra ilw a y s  b ase d  shu nt  h y brid   filter , ”   Indone s. J.   Elec t r.  Eng .   Comput.   Sci . ,   vo l. 21, no.  3,   p .   1291 ,   Mar .   2021,   doi :  10 . 11 591/i jeec s.v21 . i 3. pp1291 - 1298.   [11]   D.  Zh ao  et   a l. ,   “ H y drokineti c  pi ez oe le c tric  ene r g y   har v esti ng  b y  wake   induc ed  v ibra ti on , ”  Ene rg y ,   vol .   220,   Apr.   2021,   doi :  10 . 10 16/j . ene rg y . 2020 . 119722.   [12]   B.   L afa rg e,  S.  G ronde l,  C.   Del eb arr e,  O.   Curea,  a nd  C.   R ic h ard ,   “ Li ne ar  el e ct rom agne t ic   ene rg y   h arv este r   s y st em  embedde d  on  a  vehi c le   sus pensi on:  From   m odel ing  to  per form a nce   an aly sis, ”  E nergy ,   vol .   225,   p.   119991,   Jun.   2021,   doi :  10 . 10 16/j . ene rg y . 2021 . 119991.   [13]   S.  Toua i ri,  Y.  Khou y a ,   C.   Bah anni ,   Z.  Khaouc h,   and  M .   Mabr ouki,   “ Mec ha tro nic   Contro l  and   Modeli ng  of  a   Piez oe le c tri c  Ac tua tor , ”  in  2019   Inte rnational   C onfe renc e  on  Wirel ess  Technol o gie s,  Embe dded   and  Inte ll ige n t  Syste ms   ( WITS ) ,   Fez,   Moro cc o,   A pr.   2019 ,   pp .   1 – 6,   doi :  10 . 1109/ W ITS. 2019. 8723668.   [14]   S.  Touairi   and  M.  Mabrouki ,   “ Mec hat ron ic  m odel ing   and  cont r ol  of   ene rg y   re c over y   in   m otorcy c le  ti r es, ”   in   20 20  IEE E  6th  In te rn ati onal  Conf ere nce   on  Optimiza ti on  and  Appl i c ati ons  ( ICOA ) ,   Beni   Mellal ,   Morocc o,   Apr.  202 0,   pp.   1 – 5 ,   doi :  10 . 1109/ICOA49421.2020. 9094495 .   [15]   A.  M.  Alsaba ri ,   M.  K.  Hass an,   A.  Cs,  and  R.   Z afi ra ,   “ Modeli ng   and  val id at ion  of  li thi um - ion  b at t er y   wi th  initi a l   stat e  of   ch arg e   esti m at ion , ”   In dones.   J .   E lectr .   Eng .   Comput.   Sci. ,   vo l.  21,   no.   3,   p.   1317 ,   Mar.   2021 ,   do i:  10. 11591/ijeecs. v21. i3. pp1317 - 1 331 .   [16]   A.  Pashara vesh ,   R.   Moheima ni,   and  H.  D a li r,  “ Nonline ar   ene rg y   har ves ti ng  from   vibr at or y   dis c - shap ed  pie zo el e ct ri c  l a m ina te s,”   Theo r.  Appl .   M ec h .   Lett. ,   vo l.   10,   no.   4 ,   p p.   253 – 261,   Apr.  2020,   do i:  10. 1016/j.ta m l . 2 020. 01. 032 .   [17]   S.  Touairi  and  M.  Mabrouki,  “ Optimiza ti o n  of  Car’ s  Elec tr ic  Pow er  Consum pti on  Us ing  Piez o e le c tri c   S y st em,”   Int .   J.   Con trol Auto m. ,   vo l. 12, no. 1 0,   pp .   23 – 32 ,   Oc t.   2019 ,   do i: 10.33832/ij c a. 2019 . 12. 10. 03 .   [18]   S.  Toua ir i  and  M.  Mabrouki,   “ Optimiza ti o n  of  Ene rg y   Harve st i ng  S y stem  desig n  b y   F unctiona l  Anal y sis , ”  in  20 20   1st  Inte rnational   Confe renc e  on  Innov ative  R ese arch  in  Appl ie d  Sci en ce,  Engi ne ering  and  Technol ogy  ( IRA SET) ,  Mekne s,  Moroc c o,   Apr.   2020,   pp.   1 – 6,   doi: 10. 110 9/IRASET48871. 2020. 9092253 .   [19]   S.  Toua iri   and  M.  Mabrouki,   “ Optimiza ti o n  of  Harve ster  S y st e m   in  embedde d  vehi c le   s y st ems   via   Bond  Graph  m odel ing  al gor ithm , ”  in  2020  IE EE   6th  Int ernational  Confe ren ce  on  Optimizati o n  and  Appl ic a ti o ns  ( IC OA) ,   Beni   Mell al,  Moro cc o ,   Apr.   2020,   pp.   1 – 6,   doi :  10 . 110 9/ICOA49421.2020. 9094463.   [20]   A.  Pashara vesh,   R.   Moheimani ,   and  H.  Dal ir ,   “ Perform anc e   Anal y sis  of  a n  El e ct rom agnetical l y   Coupl ed   Piez oe le c tri c   En erg y   Scav enge r , ”  En ergie s ,   vol .   13,   no .   4 ,   p .   845 ,   Feb.   2020,   doi:  10. 3390/e n1304 0845.   [21]   A.  Senta   and  L.   Šerić ,   “ Remote  sensing  dat a  driv en  bat hing  wat e r   qual ity   assess me nt  using  senti ne l - 3, ”  Indone s .   J.  El e ct r.   Eng. Co mput.   Sc i. ,   vo l. 2 1,   no .   3 ,   p .   1634 ,   Mar. 2021, doi:  10. 11591/ijeecs. v21. i3. pp1634 - 1 647.   [22]   H.  Abed  Alwal l y   Abed   Alla h   an d  R.   Abduladh e em  Hasan,   “ Sec ure   and  sm art   s ystem  for  m onit oring  patient s  wi t h   cri tica l  ca ses, ”   Indone s.  J.   El e ct r.  Eng .   Comput.   Sci . ,   vol.   21,   no.   3,   p.   1800,   Mar.   2021,   doi:  10. 11591/ijeecs. v21. i3. pp1800 - 1 807.   [23]   S.  Toua ir i,   Y.  K hou y a ,   C.   B aha n ni,   and  M.  Mabr ouki,   “ Slidi ng - Mode  Control   of   Piez oelec tri c  A ct ua tor  using  Bond  Graph , ”   in  2019   5th  In te rnation al  Conf ere nce  o n  Optimizati on   and  Application s  ( ICOA ) ,   Kenitra,   Moro cc o,   Ap r.   2019,   pp .   1 – 7 ,   d oi:   10 . 1109/ICO A.2019. 8727686 .   [24]   S.  Budi y ant o ,   F.   A.  Sila ban ,   L.   Sila la h i,   and  T.   Pangar ibowo ,   “ The   aut om a ti c  a nd  m anua l  rai l r oad  door  s y s te m s   base d  on  IoT, ”  Indone s.  J .   El ec tr .   Eng.  Comput.   Sci . ,   vol.   21,   n o.   3,   p.   1847,   Mar.   2021,     doi:   10 . 11591/ij ee cs. v21 . i3 . pp18 47 - 1855.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p   Sci,   Vo l.   23 , N o.   1 ,  Ju ly   20 21 :  1 88   -   1 9 6   196   [25]   M.  Li u ,   W . - C.   T ai ,   and  L.  Zuo,  “ Vibra ti on  ene rg y - ha rve sting   usi ng  ine rt er - base d   two - degr ee s - of - f ree dom   s y st em,”  Me ch. S yst .   S ign al  Proc ess. ,   vo l.  146,   p .   107000 ,   Jan.   2021 ,   doi :  1 0. 1016/j. y m ss p. 2020. 107000.   [26]   S.  Oberst,   B.   Ha lkon,   J.  Ji, and  T .   Brown,  Eds. ,   V ibrati on  Engi n eer ing  for a  Sustainabl e  Fut ure: A ct i ve   and  Passiv e  Noise  and  Vi bra ti on  Control ,   Vol.  1 .   Cham:   Sprin ger   Int ern a ti ona l   Publishin g,   202 1.   [27]   S.  Toua ir i,   A.  Bouzi d,   and  M.   Mabrouki ,   “Ro ad  handli ng  of  rege nerative   mo torcy c le   sus pensions  and  ene rgy  harve sting, ”  Kh ouribga ,   Morocc o,   2021 ,   p .   0200 17.   doi :  10 . 1063 /5. 0049387 .   [28]   S.  Toua iri   and  M.  Mabrouki ,   “ Impr ove   the   En e rgy  Har ve sting  Al te rnat ives  Us ing  the   Bond  Gr aph  Approach  f or   Powe ring  Criti c al  Aut onomous   Dev ices , ”  In  book:   Digit al  Te c hnologi es  and  A ppli cations .  Fes ,   Morocc o,   2021 .   doi:   10 . 1007/97 8 - 3 - 030 - 73882 - 2_143 .     BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS        Sou ad  To uairi   rec e ive d  the   S. M  degr ee   in  m ec ha troni c   enginee ring  f rom   the   Abdelmal ek   Essadi  Univer sit y ,   Morocc o ,   in  2016,   dep art m e nt  of  Me cha ni c al   Eng ineeri ng .   Her  rese ar ch  int er ests  inc lud e   roboti cs,   en erg y   har v esti ng ,   an d  cont rol .   She  is  cur ren t l y   a  Ph. D.  student   in  the   fi el ds  of  m ec ha troni cs ,   rob oti cs,   and  r enew abl e  e ner g y   i n  Facul t y   of  Scie n ce s  and  Te chn ique s ,   Uni ver sit y   Sult an  Moula y   Slim ane  Beni   Mel la l ,   a nd  rese ar che r  in   the   fi el d  of  har veste d  ene rg y   eng ine er ing.   President   of  US MS - Young  Minds  Sect ion  of  t he  Europe an   Ph y sics  Societ y .   My   cur ren t  pr oje c ts  are   1 - AF M  and  STM  pr oje c t s   2 - Harve st ing  ene rg y   proje c t  3 - Sola r D ec at h lon  Afri c a2019  compet it i on.           Mustap ha  Mab rouki   cur ren t l y   works   at   the   Ph y sics  Dep art m en t   ( Full  profe ss or ) ,   Univer sit y   Sulta n  Moula y   Slim ane ,   Fa cul t y   of  Scie nc es  and  Te chn ique s ,   Ben i  Mell a l,   Moroc c o.   Mus ta pha   does  rese ar ch  i n  Sm art   grids  and  sm art   ci ties  (opti m iz a ti on  m odel s  for  balanc ing  ene rg y ) ,   Photovolt aic  Ma te ri al s  S y nthe sis   and  In te gr at ion ,   Phos phat es  and   der iv at iv es,   B io te chno log y   and  Mi cro biol og y .   M y   cur r ent   pr oje c ts  are   1 -   ' PR OP RE. MA ' .   Bui ld  photovol t ai c  yie ld  m aps  of   grid  conne c te d  m ono,   pol y   and  amorphous   P V  m odule s  for  al l  Morocc o  with  land  ca li br at ion  on  20  ide nt ical   pla nts.  2 - AF M   proje c t  3 - Phos phat e  pro ject  4 - Solar  Dec a thl on   Afric a2019   competi ti on .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.