近年来,微型电子设备的使用已经受到越来越多研究者的关注。而微型电子设备的普遍供电来源是传统的化学电池,其储能能力是有限的,不能够支持设备的长期自主运行,并且大量化学电池的处理会造成严重的环境污染。而且大多数微型电子设备安装在一些比较精密,拆卸困难的地方,故利用振动收集器将自然界中的废弃的振动能收集起来为微型电子设备供电是一种较好的解决方案。而在自然界中,振动能量一般具有时变、低频、微弱等特点,导致了振动收集存在输出功率不高、环境适应性差等缺点。为了使收集器能够更好的适应并应用于实际的环境振动,在收集器中引入双稳态结构,使系统具有两种平衡状态,进而能够有效的提高系统的输出能力。本文设计了具有位移放大机构的磁致伸缩式双稳态振动收集器,在传统的振动收集器的基础上,依次引入了双稳态结构,位移放大机构以及偏置磁场,来改善系统的输出特性。通过时域分析,建立了具有位移放大机构的磁致伸缩双稳态振动收集系统的空间状态方程,并基于谐波平衡理论,建立了系统的频域模型,明确了位移放大机构与双稳态结构间的质量比及刚度比对收集器系统的输出的幅值、频响等特性的影响。通过实验分析了双稳态结构、位移放大机构以及偏置磁场对系统振动收集能力的影响,结果表明,当激励强度为6.272m/s~2时,一阶共振频率22Hz,峰值电压为510m V,二阶频率28Hz,电压为590m V;三阶为34Hz,电压为550m V。为了进一步提高设计的具有位移放大机构的磁致伸缩式双稳态振动收集器的工作能力及其振动采集能力,本文提出了利用基于遗传算法的混合蚁群算法对振动收集器数学模型中的关键参数辨识的方法,完成了对系统阻尼比,机电耦合因子,压磁系数以及磁导率的准确辨识。在辨识参数的基础上,对收集器的双稳态结构和位移放大机构进行优化,确定了双稳态结构中排斥永磁体距离、位移放大机构与双稳态结构之间的质量比和刚度比的最优值。相比于未优化的样机,优化后样机的输出电压和功率提高了2-4倍和4-15倍。在20-42Hz范围内,样机的输出响应出现了三次峰值。在7.84m/s~2的激励强度下,优化后样机在一阶共振时的电压为1.2V,功率为24m W;二阶电压达到2.96V,功率达到146.027m W;三阶电压为1.52V,功率为38.507m W。研究结果表明,本文提出的具有位移放大机构的磁致伸缩式双稳态振动收集器,能够增大收集器的共振频率与环境频率的耦合特性,显著提升系统的振动收集能力。