近年来,随着铁路货车运力和运量的提升,对于铁路货车的安全监测系统提出了更高的要求,传统的铁路安全监测系统已经不能满足于当下更为严苛的使用要求。为了能够解决铁路货车制动过程中频发的制动故障问题,需要一套更加完善的制动监测系统,来定位和排除故障。制动监测系统采用传感器监测各个点位的风压数据。但由于货车上没有电源,为了能够使系统可以独立工作,需要研究一套车载的自发电装置。本文采用压电式能量采集的原理,对悬臂梁式的压电能量采集器进行了研究,结果表明论文中研究开发的能量采集器可以满足车载安全检测系统的电源指标要求,具体研究内容如下:(1)研究了单因素水平变化的条件下,单晶悬臂梁压电片的固有频率的变化趋势和谐响应的电压输出结果,研究了结构尺寸的变化对于仿真结果的影响。(2)在两种多因素水平变化的条件下,针对于单晶悬臂梁压电片的固有频率变化趋势进行了研究,绘制出了固有频率的图像,研究了各个因素对于固有频率云图的影响程度。(3)针对于双晶压电片进行了仿真,研究了串联和并联两种情况下电压的输出情况,结果表明,双晶压电片较单晶压电片功率上有着明显的提升。(4)引用列车实际运行中的垂向加速度数据,对悬臂梁压电片进行了瞬态的响应分析,使其运行条件更加接近于列车的真实运行条件,仿真结果表明压电片的输出电压可以在一定范围内满足使用需求。(5)对能量采集电路的滤波和稳压过程进行了研究,对比了不同种能量采集芯片的功能和适用范围,确定了最优的能量采集芯片为LTC3588型芯片。(6)为了能够尽可能地拓宽频带,采用了不同尺寸的压电片进行串联分析,通过10种组合下的仿真实验研究,得出其响应结果,确定了更有效的连接方式。