由于传统电力供电网不能直接为无线传感、便携式等小功率电子设备持续自供能,故基于环境振动的发电技术受到学者的广泛关注。传统的线性振动发电机受单一固有频率的限制,且发电性能较低,为了提高振动发电机的发电性能,更多学者开始研究非线性振动发电机结构。目前,对双稳态振动发电机结构的研究还处于起步阶段,故本文在开篇重点介绍了双稳态振动发电机的研究发展现状。本文在传统磁致伸缩悬臂梁结构上加入了一对极性相反的永磁体,建立了非线性磁致伸缩式悬臂梁振动发电机结构。根据磁致伸缩材料线性本构方程、欧拉-伯努利梁结构动力学理论和法拉第电磁感应定律,推导出了非线性磁致伸缩式悬臂梁振动发电机的磁-机-电耦合动力学模型。因永磁体非线性磁力的加入,首先推导了磁力的解析表达式,并验证了公式的正确性。然后根据非线性势能函数得出磁致伸缩悬臂梁振动发电机发生双稳态现象的磁体间的距离。其次通过数值方法,分析了磁致伸缩悬臂梁式振动发电机非线性结构比线性结构发电性能好,并分析了不同激励频率、不同激励幅值及磁体间距的改变对振动发电机结构的性能影响。最后利用谐波平衡的方法求解了振动发电机的解析解,并分析了负载电阻对输出功率的影响。综上所述,本文从数值仿真和解析方法两方面,分析了影响双稳态磁致伸缩式悬臂梁振动发电机的因素,对磁致伸缩悬臂梁式振动发电机的设计、整体性能预估、控制和使用具有较大的指导作用。