为实现状态实时监测与远程控制系统节点的能源自给,本文提出了一种腔式压电气流发电机,并从理论与试验两方面对发电机的输出特性进行了研究,具体研究工作和结论如下:建立了圆形压电振子的COMSOL仿真模型,分析了半径比(陶瓷片半径与基板半径之比)、厚度比(基板厚度与压电振子总厚度之比)、均布载荷大小等对压电振子固有频率的影响。通过仿真分析,获得压电振子固有频率在不同金属基板半径、均布载荷、厚度比下与半径比的关系曲线、在不同压电陶瓷厚度、压电振子总厚度下与厚度比的关系曲线。介绍了腔式压电气流发电机COMSOL建模过程,仿真分析了无腔、单腔、复合腔三种压电气流发电机在不同结构参数下的输出特性,获得了不同气流速度下3种腔式压电气流发电机的输出特性,结果表明:①无腔压电气流发电机压电振子变形量随激励距离的增大先增大后减小;②单腔压电气流发电机压电振子变形量随腔体长度的增大先增大后减小;③存在一个最佳的副腔长度使得复合腔压电气流发电机压电振子位移最大。设计制作了无腔、单腔、复合腔压电气流发电机的试验样机,并搭建了试验平台进行试验,获得了 3类发电机在不同参数下的输出性能,并探究了气流速度、外接负载及副腔长度对复合腔压电气流发电机输出功率的影响。结果表明:①气流压力给定时存在最佳的激励距离使得无腔压电气流发电机输出电压最大值。②气流压力给定时存在最佳的腔体长度使单腔压电气流发电机输出电压取到最大值。③气流压力给定时存在最佳的副腔直径使得复合腔压电气流发电机输出电压最大;气流压力较低(p<0.3MPa)时,存在最佳的副腔长度使输出电压最大;气流压力较高(p>0.3MPa)时,输出电压随副腔的长度减小而增加;主腔长度小于60mm,存在一个最佳的主副腔长度比使得输出电压最大,主腔长度大于60mm,输出电压随主副腔长度比的增加而增加。研究了气流速度、外接负载和副腔长度对复合腔压电气流发电机输出功率的影响。结果表明:气流压力/副腔长度一定时,存在一个最佳的外接负载使输出功率最大;外接负载一定时,输出功率随气流压力的增大而增加;外接负载一定时,输出功率与副腔长度成反比。