偏远地区的工程结构一旦出现安全问题将带来灾难性的后果。然而这些结构在服役期间会不可避免地出现各种损伤和缺陷。如若安全储备和预警不足,则会导致服役过程中的安全事故时有发生,因此对于偏远地区工程结构的精细感知至关重要。基于无线传感技术的无线实时监测系统在对偏远地区工程结构的感知方面具有明显的优越性。但由于偏远地区工程周边环境的复杂性和不稳定性,持续稳定地为无线传感器节点供能是其在紧急突发情况下能继续工作的必要条件。考虑到在偏远地段,存在传统的有线供电方式难以送达的情况,且会造成较高的人力物力成本。化学电池的有限性使其需要频繁更换,更换下的化学电池还会造成环境污染。因此,作为一项面向无线应用的使能技术,基于能量收集的自我供电系统,是应用于偏远地区工程结构的无线监测系统存在的能源供给问题的有效解决方法。为此,本文提出了一种基于非线性磁力的双稳态压电风能收集系统,并采用理论建模、实验和MATLAB数值模拟的方法,研究系统的结构参数和激励条件对系统响应特性和输出性能的影响规律。主要研究工作如下:1.系统地总结了压电能量收集的研究背景和发展,着重介绍了压电风能收集系统的发展和研究现状。根据其风能获取和转换机理,将其分为转动式、涡振式、颤振式和谐振腔式,并对各式存在的问题进行了分析和总结,提出了双稳态压电风能收集系统的研究方案。2.介绍了双稳态压电风能收集系统的构造及工作机理,并对压电材料、压电效应、压电方程等压电基本理论进行了阐述。通过磁偶极子理论给出了永磁体间的磁势能,并基于哈密顿原理和压电理论建立了系统的模型,分析了系统的静态分岔特性。3.为了体现提出的双稳态压电风能收集系统的优越性,设计并制作了样机,搭建了实验测试平台,对系统在不同永磁体间距、风速、激励幅值和负载电阻下的响应特性和输出性能进行了实验研究,并与传统压电风能收集系统进行了对比实验。4.为了更全面的了解双稳态压电风能收集系统在拓宽有效风速范围和提高输出性能的积极作用,同时也为了验证实验所得出的结论,基于MATLAB分析系统的静态分岔特性,并研究永磁体间距、激励频率、激励幅值及负载阻抗等参数对系统的动力学响应及输出性能的影响,为双稳态压电风能收集系统的设计和优化提供理论依据。