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随着工业自动化的发展,越来越多的低功耗传感器被应用于气动工业生产线中。为了解决气动无线传感器的供能问题,学者们提出利用压电材料的正压电效应,将气动系统压力能转化为传感器所需的电能。将磁力与压电悬臂梁结合可以提高压电发电机的能量转化效率,拓宽俘能带宽。然而将磁力与气动压电发电机结合,用于提高压电发电机俘获气动系统压力能的相关研究还比较少,因此本文开展了磁力辅助式气动压电发电机理与试验研究。分析了压缩气体冲击密闭容腔内时,其内部流场变化规律以及压力分布特征。阐明了压缩气体载荷下磁力辅助式气动压电发电俘能机理,研究了圆形压电片在均布载荷作用下,其内部应力和表面电荷分布特征。分析了磁力辅助式气动压电发电机的能量转化模型,研究了磁力的大小和方向,对气动压电发电机挠度和表面电荷分布的影响。针对压缩气体载荷冲击密闭容腔模型进行了仿真分析,研究了容腔内部气体流场的变化规律,为磁力辅助式气动压电发电机的设计提供了理论基础。利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合仿真分析软件,研究了气动压电发电机输出特性,阐明了气体载荷下圆形压电片的应力和表面电荷分布规律。然后开展了磁力辅助式气动压电发电机仿真分析,研究了磁力的大小和方向,对气动压电发电机位移和表面电荷分布的影响,为后续发电机设计提供基础。结合理论研究和仿真分析的结果,开展磁力辅助式气动压电发电机设计。根据气动系统实际工作环境,提出两种原理样机:定容腔磁力辅助式气动压电发电机和变容腔磁力辅助式气动压电发电机。随后加工制作了实验样机,并测试了磁铁间作用力随距离变化关系,为磁力辅助式气动压电发电机的实验研究提供支撑。搭建了实验测试系统,开展气体流场和磁场耦合作用下,磁力辅助式气动压电发电机的输出特性研究。研究结果表明,两种磁力辅助式气动压电发电机,都可以通过改变磁力的大小和方向,抑制压缩气体载荷作用下压电片同一表面正负电荷的抵消作用,进而提高气动压电发电机的能量转化效率。当施加的磁力仅为气体载荷的0.6%时,两种压电发电机的最大输出功率分别提升了13.5%和12.6%。在微小的磁力作用下,气动压电发电机俘获气体压力能的效率得到了较大的提升。研究结果为气动系统自供能传感技术提供了进一步的理论和实验研究基础。