随着智能轮胎的发展,为实现智能轮胎监测的多信息融合,急需各种传感器检测轮胎的信息,然而如何稳定地对传感器进行供电,建立绿色低碳型车载传感器集成系统成为亟待解决的问题。由于汽车轮胎高速旋转,难以对轮胎传感器稳定供电,而依赖更换周期较短的电池,会增加轮胎传感设备电力维护成本,且会进一步造成环境污染。因此,为解决高速旋转轮胎供电难问题,高效俘获散逸于汽车旋转环境中的振动能量,进而实现传感设备自供电技术,本文对非线性谐振自驱动旋转能量采集机理及实验展开了研究。首先,介绍了能量采集器的分类与结构,本文采用压电悬臂梁式的非线性振动能量采集器。传统的线性能量采集器由于有效能量采集频带较窄,不适合在速度变化较大的场合使用。而非线性能量采集器具有工作效率高,有效能量采集频带较宽等优势,是为胎压监测系统供电的良好方案之一。其次,分析了非线性能量采集器的谐振现象包括随机共振和单-双稳态谐振现象。确定了旋转双稳态能量采集器的结构,通过磁铁产生非线性磁铁力构造非线性系统。建立了旋转双稳态能量采集器的动力学方程和电学方程,通过对动力学方程分析,得知离心力使随机共振频率和高能轨道下跳点频率呈现可调节特性,构建了低速下基于随机共振和高速下基于高能轨道的悬臂梁自由端磁铁的离心距离优化方法,利用Matlab/Simulink仿真完成了离心距离优化方法的验证。最后,为了验证本文所提出的离心距离优化方法,搭建了旋转振动能量采集实验台架。在振动环境下,进行了基于随机共振的离心距离优化实验,在无振动环境下,进行了基于高能轨道的离心距离优化实验。通过台架实验验证了所提的离心距离优化方法的有效性。