近年来，桥梁建设飞速发展，为了保证车辆的行车安全，通常需要在桥梁上安装无线传感器对桥梁的健康状态进行监测，但如何利用清洁能源长期有效地给无线传感器供电成为了一个急需解决的问题。桥梁所处的环境中存在许多可以转化为电能的清洁能源，比如风能、太阳能和振动能等。然而其中只有振动能是长期存在并且不受天气影响的，利用压电材料将振动能转化为电能是目前研究的热点。本文正是基于实测的桥梁振动，提出了一种多模态压电俘能器，将桥梁振动的机械能转化为电能，以期能为桥梁中无线传感器等电子设备供电。
　　针对这个多模态压电俘能器，本文主要内容分为四章：
　　第一章给出了课题的研究背景和意义，并回顾了本领域的研究现状。
　　第二章给出桥梁振动测试数据，分析移动车辆荷载下桥梁振动的特点，也就是确定桥梁振动的主要频率，为俘能器设计提供输入数据。
　　第三章主要是多模态压电俘能器的基本性能分析。首先基于COMSOL有限元软件对多模态压电俘能器进行了参数设计，然后采用了Krylov子空间的降阶方法对多模态压电俘能器的力学控制方程进行降阶，基于SIMULIINK仿真平台，对纯电阻电路，先整流后并联电路以及先并联后整流电路进行了系统级别的仿真，分析了其在不同外接电路下的功率输出。
　　第四章是给出俘能器在实际桥梁振动下的工作性能分析，即将第二章中实测得到的桥梁振动加速度响应作为多模态俘能器的输入激励，在SIMULINK中模拟了实测桥梁振动下俘能器外接电路为纯电阻电路和先整流后并联电路下的电压输出，并计算了俘获的总能量。
　　仿真结果展示本文所提出的多模态压电俘能器能够同时收集桥梁自振和车桥耦合振动的能量，俘能器的输出电压在车辆进入或离开桥梁的时刻出现峰值，另外，当俘能器布置在跨中时俘获的桥梁振动能量最大。
　　本文以实际的工程需求为背景，通过对多模态俘能器在实测桥梁振动下的能量输出进行仿真，为基于桥梁振动的俘能应用研究提供一定的借鉴。