在70年代初人们就开始MEMS的探索研究，直到80年代，这个领域才有了实质性的进展。它使用最新的纳米材料技术，使得结构的体积惊人地减小。伴随着MEMS的发展，相应的供能结构微型化同样成为热点。由于工程环境和自然环境中普遍存在振动能量，近年来利用压电式振动能量采集技术将环境振动能量转换为电能成为能源采集领域的一个备受关注的研究方向，该技术可为微电子元器件和无线传输等低功耗电路提供能量。基于梁-弹簧-振子结构，本文设计了一种新型压电式振动能量采集器，研究了新型压电式振动能量采集器的动力学特性并分析了其发电性能。　　论文主要研究内容包括:　　(1)设计一种新型压电式俘能器，由层合梁-弹簧-振子结构和内附永磁体的外框构成，层合梁的上下两层是压电材料，中间层是金属材料，梁与外框和质量块的连接有简支和固支两种方式。俘能器机构整体刚性连接到振源主结构上，将环境振动转换为梁的振动，利用正压电效应将机械能转换成电能。　　(2)基于压电本构方程和Euler-Bernoulli梁理论，利用Hamilton原理建立新型压电式能量采集器的偏微分动力学运动控制方程，利用Galerkin方法进行离散得到一阶常微分方程，分析不同外激励频率与外激励幅值下该结构的振动特性，获得频率响应曲线，寻求扩大响应频率带宽的方法。　　(3)建立简谐外激励作用下压电振动能量采集器的非线性动力学模型，分别进行一阶离散和二阶离散，利用多尺度法进行摄动分析，得到了系统在1∶2内共振情况下的平均方程，数值分析结果表明参数激励和外激励联合作用下系统呈现出周期运动、多倍周期运动和混沌运动等非线性动力学现象。　　(4)结合电压方程，研究新型压电式振动能量采集器的发电性能。对压电俘能器在两种不同边界条件下的运动控制方程和电压方程进行联立求解，用多尺度方法进行摄动分析之后给出电压的一阶近似解。从扩展带宽、增大电压方向入手，研究梁的长度、宽度、粘滞阻尼、振子质量等因素对电压幅频特性的影响。