目前,新型无线传感网络在军民产业、环境监测、临床医疗和智能农工业生产中得到广泛应用。传统的化学电池由于存贮量少,需定期更换,容易造成环境污染,尤其是在一些极端环境中工作人员不能随意到达等问题,已经不能满足他们的需求。为了保持这些设备能进行长期可靠的工作,科研工作者转而利用压电发电机将其他易获得的清洁能源转化为电能。而环境俘能由于其自身的优势在实现无线传感网络的自供电操作方面具有巨大潜力,因此引起了学术界的极大关注。本文主要针对线性的压电振动俘能器俘能频带过窄,输出较低等问题,在探究单一I和L型压电俘能器发电特性的基础上,提出了一种I-L组合压电梁的新型俘能系统。并根据能量法、欧拉-伯努利梁理论、拉格朗日方程以及材料力学知识对I型、L型和I-L组合梁结构的压电俘能器进行动力学分析、对压电振子进行振动模态分析,建立起I型、L型和I-L组合俘能系统的机电耦合数学模型,通过MATLAB?软件平台进行模型求解。通过改变外界激振频率、负载阻值以及俘能系统中的结构参数,文章从多个方面分析了I型、L型和I-L组合压电俘能器的动力学特性和发电性能,为提高非线性组合式压电俘能器的输出性能提供了理论依据。尤其是在I-L组合压电俘能器中,通过调节两永磁铁间的水平距离,得到了不同的非线性磁力耦合效应。实验结果表明:当外界激振频率改变时,总存在一个最优阻值使的压电俘能系统的输出功率达到最大值;对比无磁力系统,磁力耦合的I-L组合压电梁俘能器共振频率发生了明显的偏移:I型压电梁向左偏移,L型压电梁向右偏移,拓宽了系统的俘能频带;在激励加速度为0.2g、水平距离为20 mm、激振频率为18.4 Hz时,俘能器最大可得到1.2 m W的输出功率。