振动能在自然环境中是广泛存在的，振动式微型发电装置可将其提取并转换为可直接使用的能源。其中，压电式微型发电装置因其无需外界电源、较高的机电耦合特性和功率密度，而备受关注。此类发电装置大多采用压电悬臂梁结构作为换能元件。压电悬臂梁结构具有构造简单、加工方便等优势，其谐振频率、结构尺寸以及材料特性是影响能量收集装置的适用条件和输出功率的重要因素。　　为制造出能够在自然环境下通用的且具有较高功率输出的能量采集装置，本文建立了压电悬臂梁振动能量采集装置的模型，并针对其关键部件——压电悬臂梁进行了理论分析和Matlab仿真分析。并深入分析了压电悬臂梁结构的尺寸参数与谐振频率、输出功率之间的关系。本文的主要内容包括：　　1、压电陶瓷材料的选择。比较了目前压电材料的性能参数和发电能力，根据正压电效应，选择了适合压电发电的陶瓷材料。　　2、对压电振子的振动理论进行了分析。通过压电振子弯曲振动理论、电学和力学的相关知识，分析了悬臂梁压电发电装置的振动理论。得出的结论是：悬臂梁压电发电装置的固有频率与长度是反比例关系，晶片的最佳粘贴位置应该在悬臂梁的最大应变处，即梁的根部。　　3、建立了压电发电模型，利用该模型分析了外界振动对压电发电装置能量输出性能的影响。得出的结论是：在共振时输出的能量最大，当环境振动频率在共振频率两侧很小的范围内时，输出的电压将降低。所以在设计尺寸时要考虑环境的振动频率。　　4、采用Matlab软件对实例进行仿真，压电悬臂梁模型输出的电压是随时间变化的关系，证明了理论推导的正确性，为本文的理论尺寸提供了理论基础。利用Matlab对本文的理论尺寸在几个阻值不同的电阻模拟在稳定条件下的电压输出进行仿真，证明了本文设计的理论模型输出电压大，也就是能量输出高，优越于实例模型。