随着物联网技术、无线传感网络（WSN）的快速发展,大量传感设备广泛应用到人类的生产生活中,然而传统传感设备需要外接电源,并不便于携带和使用,因此需要一种能够实现无源自供电的传感设备。传统电池作为电源供给传感器,由于其存在体积大、应用周期短、环境污染大等弊端,并不符合当今时代的主题,人们迫切需求一个绿色可持续发展的新能量供给方式。通过振动俘获的机械能转换率高并且绿色无污染,因此,压电材料的振动能量收集受到各国专家的研究与青睐。目前对于振动俘能器的研究多集中于某一个研究方向,或者集中于俘能结构的动力学设计,或者集中于电路端的能量收集。缺少对电路端与振动俘能器的机械结构匹配性的深入研究,因此电路的收集效率并不是很理想。本文从振动俘能器的机械模型出发,通过动力学分析和压电效应建立了与振动俘能器的机械结构高度匹配的等效电路模型,根据电路模型设计了相应的能量管理电路,并针对电路的输出特性进行分析,展示了不同能量管理电路的优点和俘能效率。本文的主要研究内容有以下几个方面:（1）介绍了振动俘能器的国内外研究背景,国内外研究现状,存在的问题与不足之处,还有本论文的创新点。（2）在掌握振动俘能器工作原理和理论的基础上,建立了振动俘能器的力学模型并进行了有限元分析,获取了不同振动频率、加速度和负载下所产生的输出电压和输出功率的关系。对所设计的机械机构进行了优化分析,采用控制变量法,研究了不同基板长度、厚度和质量块高度对整体结构性能的影响。（3）基于力电耦合相关理论,建立了能量收集系统的力学模型,通过动力学分析并建立了运动方程,推导了机械部分的等效电路,通过Rayleigh-Ritz模态分析法计算出了等效电路的具体参数,并对比实验结果,验证了等效电路的正确性,实现了机械模型与电路的匹配。（4）针对阻抗匹配的实现问题,提出了一种可实现自适应阻抗匹配的能量管理电路,在此电路中,通过峰值检测模块可以有效的区分出能量收集器振动的不同阶段,采用555定时器来产生占空比,进而控制了Buck-boost电路,实现了自适应阻抗匹配。（5）本文提出了一种基于最大功率跟踪（MPPT）和并联同步开关电感技术（PSSHI）的能量管理电路,利用输出电压进行反馈控制来实现MPPT技术,通过控制电压来实现阻抗匹配,实现功率最大化。