无线电能传输技术是一种用电设备与电源完全隔离的能量传输技术,具有高安全性、高可靠性以及高灵活性等优点,在电动车、消费电子和传感器等领域具有广阔的应用前景。针对该技术的特点以及系统参数变化导致效率降低的问题,本文从理论、拓扑结构以及控制方法等方面进行了研究,包括最大效率点控制方法和自适应跟踪控制方法,提高了无线电能传输系统的性能。本文利用交流等效电路和解耦等效电路分析了无线传能系统传输效率最大化的频率条件和负载条件,在满足上述条件前提下分析了系统的输入输出特性。针对等效串联电阻随频率变化的问题,以交流电阻对频率的敏感度系数作为参数,研究了不同敏感度系数下效率与频率的关系。针对等效串联电阻随谐振电流变化的问题,利用近似方法和数值迭代方法分析得到系统的传输效率。本文阐述了磁共振无线电能传输系统的结构组成,着重介绍了输入端高频逆变电路、谐振线圈以及输出端整流电路。依据电路结构分析,设计了高效率开环实验系统,为闭环系统控制方法的制定奠定了实验基础。开环无线传能系统虽然能够通过优化设计实现高效率能量传输,但在实际应用中系统的输出电压和传输效率受耦合系数和负载电阻变化的显著影响。本文采用互感理论分析了无线传能系统输出电压和传输效率与耦合系数和负载变化的关系。与已有的典型控制方法相比,所设计的最大效率点跟踪控制方法能够在传输距离和负载电阻远离最佳值的情况下调整系统输出电压并实现最高效率。本文分析了磁共振无线传能系统的失谐原理,为保证系统始终工作在谐振频率,设计了基于模糊PI自适应跟踪算法的控制电路,通过跟踪控制逆变电路电压信号和发射端线圈电流信号,使输出电压电流同相位,确保电路处于谐振状态。通过仿真实验结果表明,自适应跟踪控制器在参数发生剧烈变化时可保证系统有良好的动静态性能并获得最大的传输效率。