能源是人类社会发展的动力,而能源短缺是人类面临的一大发展难题。若能把环境能量收集起来并加以利用,那么可以在一定程度上解决人类对常规能源的依赖程度,为此能量回收技术应运而生。能量回收技术是无线系统,自供能系统以及便携式电子设备朝向微型化发展的关键技术之一。相比较各类回收技术,如太阳能、潮汐、风能、电磁等,振动能量回收技术具有能量密度大、输出功率高、设备制造成本低廉且易于集成化等优点,迅速成为研究热点。本文基于悬臂梁式结构,以PZT为能量转换材料,分别研究了线性压电系统发电特性、双稳态发电系统发电特性以及能量回收电路,并进行实验研究。主要研究内容和所得结论如下:(1)以线性悬臂梁发电系统为研究对象,建立线性悬臂梁能量采集器的理论模型。线性悬臂梁能量采集器分为单晶和双晶结构,其中由于单晶悬臂梁结构不对称致使中性层位置不在截面几何中心处,在建模过程中,主要针对单晶机构进行建模,再在单晶的基础上建立双晶的模型。模型建立后,对线性悬臂梁进行了仿真分析。(2)以双稳态悬臂梁发电心态为研究对象,双稳态系统是一种非线性系统,与线性系统相比较最大的优势是它具有低频共振带宽更宽,这克服了线性系统带宽窄的缺陷。本文从双稳态动力学分析入手,先建立两磁铁间磁力模型,以此为基础建立双稳态模型,并进行了求解,研究了影响双稳态系统的因素。(3)针对双稳态系统,搭建了实物实验平台,用实物实验验证理论模型与仿真结果,并分析产生理论与实验结果差异性的原因。(4)推导了标准能量收集电路、同步电荷提取电路、并联同步开关电感电路和串联同步开关电感电路四种经典接口电路的回收功率,分析了这些电路的最大输出功率与最佳负载匹配,并进行了优化设计,同时用Multisim对其进行了仿真分析。