低功率电子设备应用通常由电池供电,电池严格的使用寿命和尺寸限制不能满足低功率电子设备的需求,利用微机电系统从环境振动中获取能量已被认为是解决这一普遍问题有希望的解决方案。基于风致振动原理的微型压电风能采集器作为一种新型自供能设备可以将环境中的风能转化为电能,并具有体积小、寿命长、功率密度高和不受地域限制等优点,在发展新能源方面显示出明显的优势。由于自然环境的风速处于较低状态,因此开展中低风速下有高性能输出的微型风能采集研究具有重要意义。本文深入研究了驰振压电风能采集器的理论模型、设计方法和实现方法,为了提高压电风能采集器的性能,针对压电风能采集器结构参数进行了优化。研究了钝体流致振动的理论模型与影响流致振动的关键参数,并建立了驰振压电风能采集器理论模型,通过Runge-Kutta数值方法求解以及算例验证了驰振压电风能采集器理论模型的准确性与可行性,为风能采集器的电学输出性能提供理论依据;采用SST k-ω湍流模型,对二维非稳态雷诺平均纳维-斯托克斯方程组数值求解,分析了不同截面形状钝体迎风面的变化对流致振动特性的影响,根据驰振判断方法能够清晰的观察到不同截面形状钝体的驰振响应情况。研究结果表明,8C截面形状钝体在空气流场中的气动性能最佳且驰振响应最剧烈,在持续受到驰振气动力的作用下,8C截面形状钝体能够使风能采集器获得更高的机械能;根据驰振压电风能采集器的结构、工作原理和实现方法,制作出了驰振压电风能采集器样机,通过风洞试验对风能采集器样机进行了参数识别,并验证了驰振压电风能采集器理论模型的准确性。分析了钝体截面形状变化和负载电阻对风能采集器电学输出性能的影响,研究结果表明,8C截面形状钝体风能采集器具有低的临界风速和高的功率输出,在风速为8m/s和最优负载电阻51MΩ情况下,8C截面形状钝体风能采集器的输出功率为109.83μW;在理论模型的基础上,分析了风能采集器结构参数对输出功率的影响,风能采集器结构参数的变化可以有效的降低驰振的临界风速和提高风能采集器的电学输出性能。以低临界风速和输出功率最大为目标,采用正交优化方法,对风能采集器的钝体截面尺寸、压电悬臂梁的长度和机械阻尼比三个方面的因素分组进行电学输出性能分析,在最优参数搭配下风能采集器的临界风速降低了10%,最大输出功率和功率密度分别提升了16.26%和10.91%。