在过去,人们主要使用干电池为无线传感器等设备供电,但是干电池的寿命有限,需要不断的更换新电池,并且大部分无线传感器等设备的工作环境恶劣,节点分布广泛,逐一进行更换电池需要昂贵的费用。随着电子技术的不断进步,无线传感器等设备所需要的功耗越来越低,从设备周边的环境中获取能量为之供电成为了可能。本文主要从仿真分析和实验分析的角度对压电悬臂梁能量俘获器的俘获性能进行了系统研究,具体的工作内容如下:(1)建立了反向梯形压电振子能量俘获器仿真模型,讨论了不同上底宽度的压电振子、质量块的重量、支撑板的长度、外界激励和不同负载电阻对能量俘获器收集性能的影响。研究发现,当上底宽度为10mm时,收集的电压为6.7V,当上底宽度为4mm时,收集到的电压为8.1V,电压提高了约20.9%,由此可以看出,随着梯形压电振子上底宽度的减小,收集到的电压更高,同时也更加节省材料。(2)建立了机械能-磁能能量俘获器的仿真模型,利用悬臂梁结构对机械能进行收集,利用顶端磁铁和磁致伸缩材料对磁能进行收集,进而达到了对环境中多种形式能量的收集。同时还研究了不同压电材料的种类和几何尺寸、不同的外界条件和负载电阻对能量俘获器能量收集效率的影响。结果表明,接收型压电材料更适宜应用在能量俘获器中,振动和磁场共同作用下收集到的电压等于分别作用下收集到电压的线性叠加,而收集到的功率是非线性叠加。(3)双自由度磁能能量俘获器的实验研究,在这部分我们从实验的角度分析了不同磁铁的数量、磁铁距顶端的距离、磁铁上下分配方式、磁场方向和PMMA板长对能量收集效率的影响,更加直观的显示了能量收集的效率,得到的相关结论可为多自由度能量俘获器的研发起到一定的指导作用。