1、隨著傳感器技術、嵌入式計算機技術、無線通信技術的快速發(fā)展，無線傳感器網絡(WSN)得到了廣泛應用。傳統(tǒng)電源已無法滿足無線傳感器網絡應用的要求，因此俘獲環(huán)境能量并將其轉換為電能為無線傳感器供電成為傳統(tǒng)電源的一種替代方案。環(huán)境中的振動能憑借能量來源廣泛、收集方便的特點而成為了很具吸引力的環(huán)境能量源。振動能量的回收方式主要有三種，即電磁式、靜電式和壓電式。其中壓電俘能方式可以直接將施加的應變能轉化成電能，適用于各種尺度，結構相對簡單，無需額外

2、的電源，而且易于集成。
　　大多數振動能俘能器都采用彈簧質量阻尼結構并使該結構的固有頻率與俘能器周圍環(huán)境振動的頻率一致。只要這兩個頻率存在很小的偏差，俘能器產生的能量就會顯著減小，從而導致俘能器輸出的明顯減少。為解決這一問題，寬頻和可調頻壓電俘能技術被提出和研究。然而目前可調頻俘能技術尚未成熟，存在驅動裝置體積較大及調頻環(huán)節(jié)耗能過大等主要問題。
　　本文在國內外研究的基礎上，提出一種新型的結構緊湊的可調頻壓電俘能技術，使得俘

3、能器結構的固有頻率可以根據周圍環(huán)境的振動頻率進行調整。本文采用理論分析、模擬仿真和實驗相結合的方法系統(tǒng)研究和分析了這種可調頻陣列式壓電懸臂梁俘能器，根據壓電元件剛度因電學邊界條件的不同而發(fā)生變化的特性，通過改變其電學邊界條件來改變壓電懸臂梁的固有頻率，使壓電懸臂梁與環(huán)境振動頻率相同或相近，獲得盡可能大的俘能輸出。本文還設計并實現了一種基于微控制器的壓電懸臂梁振動頻率及幅度測量系統(tǒng)，并對壓電懸臂梁結構的調頻方案進行研究，為將來實現自調頻俘