介电型EAP（Electro-active Polymer）发电机具有能量密度高、结构简单、成本低、适应范围广、可与动力源直接耦合等优点，因此开展对其发电能量转换的研究，具有十分重要的理论意义和应用价值。论文主要工作如下：在介电型EAP超弹性材料特性假设下，采用Yeoh模型，仿真了单轴拉伸下介电型EAP换能单元机电耦合特性，得到其等效电容与其机械形变量之间变化关系，简化了电学特性研究；详细分析了介电型EAP发电原理，对其发电影响因素进行理论分析与仿真；建立了介电型EAP发电机等效电学模型，利用SABER软件，采用数字控制电容简化EAP机电耦合模型，仿真验证了EAP等效电学模型；在此基础上提出双EAP并联发电机结构。针对介电型EAP发电特性，本文提出SC-BUCK这种结构及控制简单、可实现高变压比的新型能量变换器。利用等效电量法和状态空间向量法对变换器进行了电路特性分析。根据变换器设计指标，对电路主要元件进行参数设计与选型，并利用SABER软件对设计的变换器进行仿真验证。完成了基于TMS320F28335DSP芯片的介电型EAP发电机用能量变换控制的系统设计，包括辅助电路硬件设计和系统软件设计两个部分。针对介电型EAP发电机大脉动输出电压特性，对SC-BUCK变换器采用电压、电流双环数字PI控制，并在双EAP并联结构发电机输入源下，对设计的双环数字PI控制器进行了仿真验证。在直线拉伸运动平台上，对锥环型EAP换能单元发电特性进行了试验研究。对设计并制作的包括SC-BUCK变换器、辅助电路等在内的硬件平台，在CCS3.3环境下进行双环PI控制的整机调试。实验测试了不同负载下SC-BUCK变换器电路工作情况；测试了变换器占空比d与电路效率和电压变比之间的关系；进行了大脉动输入源时变换器的实验测试。实验验证了所设计的SC-BUCK降压能量变换器可以满足介电型EAP发电系统对能量变换器大变比、高效的要求。