为满足无线电监测系统的自供电需求,针对自然风环境下压电振子的有效激励问题,本文提出了一种基于预弯压电振子的风力发电机,并从仿真和试验两方面对其发电特性进行了研究。具体研究工作如下:建立了悬臂梁预弯压电振子的COMSOL有限元仿真模型,研究了压电振子的结构参数和外部参数对其结构应力、固有频率及发电性能(输出电压及功率)的影响规律,为压电振子的优选提供参考,结果表明:①压电振子的结构应力、固有频率及发电性能受压电振子结构尺寸和外部参数影响明显;②均布载荷的增加会改变压电振子固有频率随结构参数变化的规律;③压电振子存在最佳负载电阻和激励频率使平均功率最大;建立了发电机的COMSOL流固耦合有限元仿真模型,研究了风速、迎风角、扰流板的有无及其安装角度对发电机输出性能的影响规律,为后续发电机的设计提供参考,结果表明:①由仿真结果得斯特劳哈尔数St≈0.31;②压电振子变形量随风速的增大而增大,存在最佳风速使得振幅达到最大;存在最佳迎风角使得变形量达到最大;③扰流板的增加可提高发电机的输出性能及其稳定性;为验证理论与仿真的正确性,设计制作了试验样机,搭建了试验平台并进行试验,获得了风速、迎风角、附加质量、侧板有无、侧板与压电振子间隙、扰流板有无及其安装角度和压电振子安装方式等对发电机输出电压的影响规律,并研究了风速、迎风角、压电振子安装方式、外接电阻对发电机输出功率的影响。试验结果表明:①在风速不变的情况下,存在最佳迎风角使输出电压达到最大;存在最佳附加质量使输出电压达到最大;最佳迎风角随附加质量的增加而增加;②不同扰流板夹角下均存在最佳迎风角;存在最佳扰流板夹角使输出电压达到最大;③不同压电振子安装方式下Vg-a的总体变化趋势相似;④试验结果与仿真结果基本一致。