当代社会的高速发展提升了经济的增长速度,但同时也加剧了能源紧缺与环境污染等问题。目前我国能源供应是以消耗自然界的不可再生资源作为代价,既不利于生态系统的可持续发展,同时造成了严重的环境污染,故如何开发利用可再生的清洁能源成为当下的研究热点。根据现有研究,不受电磁干扰的压电材料在机械力的作用下会发生弯曲形变,在其两端产生电位差从而完成机械能与电能之间的转化,且压电材料具有成本低、结构简单的优点,能加工成任意形状。由于压电材料具有高效、低廉且清洁等优势,近年来,各国政府都开始密切关注压电发电技术的发展前景和发展方向。论文从压电发电的新型能量采集设备、能量转换效率及其能量储存与转换电路三个方面概述了压电发电技术在国内外的发展现状,然后在压电发电技术的理论基础上,分析推导出不同形状压力发电片的结构性能参数与固有频率、发电功率之间的关系式,并利用基于状态空间模型的实数编码遗传算法在MATLAB软件平台上对相关参数进行优化求解,达到提高单体压力发电片的发电功率的目的。同时,利用风压能使压电元件产生振动、形变进而输出电能的压电特性,设计出一种基于风压发电的路灯供电装置,并将优化的压力发电片装设在该供电装置的压力发电组件中,使得基于风压发电的路灯供电装置达到其最佳工作状态。从三种形状压力发电片的结构性能参数与固有频率、发电功率之间的关系式可以看出:相同的外部激励下,长、薄型压力发电片更容易达到谐振状态;矩形压力发电片的固有频率最小;三角形压力发电片的发电功率最大,矩形压力发电片的最小。利用优化算法对发电功率函数模型的优化仿真结果也证明了以上结论得正确性,进而完成了对基于风压发电的路灯供电装置的优化设计。此外,论文针对不同形状压电片发电功率的分析优化为压力发电片的形状研究提供了参考,设计的基于风压发电的路灯供电装置也为压电发电能量收集技术的研究提供了新方向。