随着低功耗电子设备制造技术的日益发展,研究人员越来越关注使用分布式无线传感器网络进行环境和结构监测的应用。目前无线传感器网络节点大多使用电池供电,传统化学电池的供电方式存在寿命短、更换成本高、污染环境等缺点,这极大地限制了无线传感器网络的发展。而地球环境中的能量几乎无处不在,因此,从环境中获取能量替代化学电池为无线传感器网络节点供电成为新的研究热点。振动能量的收集是环境取能的常用方式,针对传统单一压电俘能方式存在输出功率低的问题,本文针对压电电磁复合俘能技术进行了一些相关理论、仿真以及实验研究。首先,根据压电方程、结构力学、电磁感应、振动理论等相关知识,建立了复合俘能装置的输出功率等数学模型,并分析相关参数对发电性能的影响。其次,对复合俘能装置进行有限元仿真分析。利用COMSOL软件建立压电俘能单元的模型,进行模态分析和瞬态分析,求解出随着相关参数变化下的俘能装置输出功率;利用Maxwell对电磁俘能单元进行静磁场和瞬态场仿真分析,求解出电磁俘能单元的输出功率与相关参数的关系,并求解出电磁阻尼;将电磁阻尼引入后,重新对压电俘能单元以及电磁俘能单元进行有限元仿真分析,得到复合后俘能装置总输出功率;然后,基于导磁材料的束磁特性,设计出一种改进型结构,并对其进行有限元仿真,结果表明,改进型结构发电性能优于传统的俘能结构。最后,制作了压电电磁复合俘能装置,进行了发电特性的实验研究,并设计了能量收集电路进行验证。建立了振动俘能实验平台,先对独立的压电俘能单元和独立的电磁俘能单元的发电性能进行实验研究,再对复合后的初始结构俘能装置进行实验研究,接着对改进型的复合装置的发电性能进行测试,最后接入能量收集电路进行实验分析。实验结果表明,在振动频率为20Hz、加速度0.4g的条件下,独立压电俘能单元在最优负载51kΩ时峰值输出功率为3.89mW,独立电磁俘能单元在最优负载1.61kΩ时峰值输出功率为1.96mW,复合后的俘能装置的输出功率为4.59mW,相比较于复合前的独立的压电俘能单元、电磁俘能单元分别提高了约18%、134%,并且改进型结构电磁俘能部分相比较于初始结构电磁俘能部分输出功率提高了约35%。因此,压电电磁复合式俘能方式相比较于单一的俘能方式更有优势,能够为毫瓦级的低功耗电子设备持续供电,并且导磁材料的应用能提高电磁俘能的输出。