随着低功耗超大规模集成电路设计和CMOS制造的发展,使得无线传感器节点的功率消耗从mW级降到了?W级。传统的电池供电方式不能满足无线供电及长时间供电的需求,能量问题已经成为影响和制约无线传感器等小功率电子设备普及和发展的问题之一。环境中含有丰富的振动能量,如何对其利用成为世界各地学者研究的重点,超磁致伸缩材料作为一种新型功能材料具有机械能和电磁能的双向换能效应,利用磁致伸缩逆效应特性与法拉第电磁感应特性相结合可实现机械能向电能的转化过程。本文以超磁致伸缩材料的逆效应特性为理论基础,通过对超磁致伸缩材料的研究发展状况和各种超磁致伸缩材料优缺点的对比分析,确立了采用Fe-Ga合金薄片作为超磁致伸缩振动发电装置的核心材料。采用COMSOL Multiphysics多物理场耦合方法确立了薄片的最佳固定方式,并且分析了不同激励方式的优缺点,对发电装置预磁化场和感应电流拾取线圈进行了参数设计,最终完成了对以薄片状Fe-Ga作为核心元件的磁致伸缩振动发电系统的结构设计,并研制出了振动发电装置样机。基于Jiles-Atherton磁化模型建立了强制激励、惯性激励、以及安装于轮胎内部时的振动发电的机电耦合数学模型,并采用MATLAB对发电模型进行了仿真计算。在此基础上搭建起综合实验平台对强制激励和惯性激励情况下的振动发电装置的发电性能进行探究,实验结果与仿真计算结果较为吻合,所建的机电耦合数学模型可对振动发电装置的发电性能进行预测。在强制激励条件下探究了加速度、振动频率以及预磁化场对发电性能的影响,在6.25mT预磁化场180Hz激振频率下电压峰值可达到201mv。在惯性激励条件下探究了振动频率、配重块对产生电压的影响,并且测量了系统的输入、输出功率分析了系统的机电转换效率,以及负载阻抗对输出工率的影响,结果表明配重块可降低系统的谐振频率,并对电压幅值产生影响。但是该系统的机电转换效率较低,在未来的研究工作中仍需对振动发电装置进行优化设计。负载阻抗的增加将降低系统的输出功率,可见系统适用于低负载阻抗电路,研究结果对超磁致伸缩振动发电装置的进一步的研究与应用具有推动性的意义。