近年来,微机电技术日趋成熟,大规模集成电路与微电子技术飞速发展,电子器件和电路系统逐渐向微型化和低耗化形态演变。一般情况下,微型电子设备都是以传统电池作为驱动源头,而传统电池存在储能量低、寿命短、质量大等缺陷,需要经常更换或者充电。微型电子设备的工作环境有很大的不确定性,对其动力源的要求越来越高,因此如何为微型电子设备提供自供能设备,或增加其续航时间成为亟待解决的问题。目前,国内外研究者正致力于探索创新的供电方式,其中将环境中常见的振动能转化为电能的方式成为研究热点,即所谓的振动能量采集技术。在振动能量采集的研制中,以法拉第电磁感应定律为工作原理的电磁式振动能量采集方法具有重要的研究价值。由于双稳悬臂梁结构相比于其他一些拾振结构,具有结构刚度低、响应频带宽、环境敏感性和适应性高等优点,因此双稳悬臂梁电磁式振动能量采集方法成为振动能量采集研究的一个主要方法。本文以双磁铁构建的双稳悬臂梁电磁式振动能量采集系统为研究对象,从系统动力学特征、非线性磁力、系统势函数等方面,对系统的双稳响应特性和能量采集进行了探索研究。研究取得的主要结果是:1.将形状修正函数和磁化电流理论引入非线性磁力分析模型,详细探讨了双稳悬臂梁系统的动力学特性,减小了系统势函数和振动响应的理论计算与实验测量的误差。2.分别研究了不同激励强度和不同磁铁间距对双稳悬臂梁振动响应的影响,得到了可使悬臂梁振动响应达到双稳状态的一组最优的激励强度和磁铁间距,并得到了最优磁铁间距随激励强度的变化关系。3.根据法拉第电磁感应原理,以悬臂梁自由端磁铁中心为坐标原点,建立了运动坐标系下相对坐标与绝对坐标的精确转换算式,建立了线圈产生电磁感应电动势的精确计算方法。4.数值模拟和实验验证表明,所建立的非线性磁力、磁场的分析模型以及悬臂梁振动响应和感应电动势的计算是合理的,可用于双稳悬臂梁电磁式振动能量采集系统的感应电动势和输出功率的有效评估。