振动的形式主要有机械能、潮汐能、风能、水能等,相对于其他振动能水能作为新能源具有绿色环保、可持续利用、分布广泛等优势,因此如何有效收集水能中的能量已成为当前讨论的热门话题。随着低功耗传感器的出现,利用涡激振动为微型传感器提供自供电是研究环境监测中的热点。本文以改进型非线性恢复力与涡激振动相结合,提出改进型双稳态涡激振动能量俘能器,建立力学模型及机电耦合方程,借助数值仿真对改进型双稳态涡激振动能量俘能器的动力学特性进行深入研究。主要研究工作如下:根据改进型双稳态涡激振动能量俘能器的简化模型,建立力学模型和机电耦合方程,通过静态分岔分析论证了改进型双稳态涡激振动能量俘能器系统在低流速横向水流的冲击下平衡点的稳定性,同时研究了小磁铁间距d1对系统势能函数以及锁定区间的影响以及当d1不断减小时其锁定区间范围的临界点。研究了在低流速下基于线性共振的涡激振动系统与非线性共振的涡激振动系统之间的区别,对比了势能函数、振动幅度、输出功率、动态响应图之间的差异,总结出在引入非线性恢复力后双稳态涡激振动能量俘能器系统在发电性能方面整体优于单稳态涡激振动能量俘能器系统,而改进型双稳态涡激振动能量俘能器系统优于双稳态涡激振动能量俘能器系统。同时研究了在引入小磁铁后磁力的变化对系统输出功率的影响,最后借助半功率带宽法的思想,确定了系统在低流速下共振区域的范围。研究了改进型双稳态涡激振动能量俘能器在低流速下,钝体的质量比、阻尼比、直径、负载电阻等参数对改进型双稳态涡激振动能量俘能器振动响应和发电效率的影响规律。借助正交实验法思想对系统结构的所有参数进行匹配筛选,得出改进型双稳态涡激振动能量俘能器在流体激励下振动响应及发电效率最佳的参数组。通过以上研究工作,得出了改进型双稳态涡激振动能量俘能器系统的俘能特性,为涡激振动能量俘能器的相关研究提供了部分参考,有利于能源可持续发展。