为满足旋转机械监测系统的自供电需求,解决现有压电发电机可靠性低及有效带宽窄等问题,提出一种旋磁激励的楔块限幅式压电发电机,并从理论和试验两方面进行了研究,具体研究内容如下:1.根据压电学及材料力学理论,建立了单体压电振子以及压电振子-楔块激励系统的Comsol有限元模型,研究了单体压电振子的静力学、动力学特性以及压电振子受楔块激励时的运动学特性,获得了压电振子结构参数(长度、宽度、预弯半径、厚度比)及顶块半径对其应力分布、固有频率及发电性能(输出电压及功率)的影响规律,以及楔块结构参数(升程、升角及过渡圆弧半径)和激励参数(振幅和频率)对压电振子变形量及“接触对”间接触压力的影响规律,为确定合理的压电振子及楔块结构参数提供参考。2.阐述了旋磁激励的楔块限幅式压电发电机的工作原理,建立了激励磁铁与受激磁铁间磁耦合激振力的有限元模型,获得了影响激振力的关键要素(激励磁铁数量比和轴向激励距离)以及激振力的模型;根据获得的激振力及振动分析理论,建立了发电机系统的动力学模型并进行了仿真分析,从理论上获得了激励磁铁数量比、轴向激励距离、楔块系统刚度、激振力幅值、楔块升程及升角对压电发电机输出性能的影响规律。3.为验证理论和仿真结果的正确性,制作了试验样机并进行了试验分析,获得了激励磁铁数量比、轴向激励距离、弹簧刚度、楔块升程及升角对发电机输出电压波形及幅频特性的影响规律;在此基础上选取较优的结构参数进行了发电机输出功率的试验测试,获得了负载电阻对输出功率性能的影响规律,试验结果与理论分析基本吻合,证明了所设计的旋磁激励的楔块限幅式压电发电机的可行性。