随着微机电系统技术快速的发展,基于微机电系统技术制作压电换能器引起了科研工作者的高度关注。在现有压电俘能器的研究中,虽然有报道称弯曲-扭转耦合振动压电俘能器能使得系统的一阶共振频率与二阶共振频率差值减小,从而获取更多能量。但是并没有通过实验的方法进行验证以及讨论如何能缩小频率差的值,提高能量采集效率。本文将基于正交试验设计方法研究两种类型的弯曲-扭转耦合振动压电俘能器俘能性能和串/并联电极结构悬臂梁对称双晶压电致动器的致动性能。本论文的主要内容与结果如下:（1）通过横梁偏置和质量块不对称设计了弯曲-扭转耦合振动的压电能量收集器。基于多因素分析的正交试验设计方法,将一阶模态下的最大输出峰值电压和一阶模态与二阶模态之间的最小共振频率差作为优化目标。选择一阶模态最大输出峰值电压为81.5 V,确定了几何参数L₁、m^*、t_s和L,并制备了横梁偏置弯扭压电俘能器。选择最小共振频率差为16.0 Hz,确定了几何参数L₁、m^*、t_s和L,并制备了质量块不对称弯扭压电俘能器。（2）通过机械振动实验测量了不同负载下输出峰值电压与频率的关系曲线。当负载电阻从47kΩ到1000kΩ施加时,对于横梁偏置和质量块不对称两种类型的弯扭压电俘能器最佳电阻均为470kΩ。在多频激励下,一阶模态和二阶模态半功率带宽的总和被视为评估俘能器能量收集效率的方法。横梁偏移和质量块不对称两种类型的弯扭压电俘能器与弯振压电俘能器的半功率带宽总和相比,它们分别扩大了133%和180%。（3）为了考虑悬臂梁双晶致动器实际应用时上下电极的影响,建立了上下电极层在内的对称压电双晶致动器悬臂梁模型。根据欧拉伯努利梁理论,得到串联和并联两种连接方式下的机电耦合系数表达式和双晶致动器的共振频率和自由端挠度表达式。根据表达式来计算串联和并联两种连接方式下的压电悬臂梁双晶致动器的致动性能。分析了不同梁长长度、激励电压和机械阻尼对串联和并联两种连接方式下悬臂梁对称压电双晶致动器性能的影响。同时,对四个几何参数衬底层厚度、上电极层厚度、下电极层厚度和梁长长度通过正交试验设计方法进行多因素分析,选择一阶最大顶端挠度作为优化目标,得到了最大的顶端挠度值为79.1μm,确定了最优的几何参数尺寸组合。