随着无人机在环境监测、电力巡检、交通管制、快递运输等领域的广泛应用,无人机供电技术受到越来越多的关注。目前市面上的无人机主要采用锂电池为主要动力,续航能力短成为了限制无人机发展的重要短板之一。采用有线充电方式存在多次插拔带来的机械磨损、便捷性差和有粉尘、潮湿等环境短路风险高等问题。无线电能传输技术能有效克服线缆供电方式所存在的问题,在无线传感器、电动汽车、工业机器人等工业领域均有广泛的应用前景,可为无人机供电提供思路。磁耦合谐振式传输技术凭借传输功率适中、效率高、距离适中等特点,使其具有重要的研究价值及实践意义。本文采用磁耦合谐振式充电方式,并利用锁相环控制技术,在充电过程中,动态负载变化条件下,自动跟踪到输出功率和效率的较大频率点,实现对无人机锂电池快速、高效的充电。本文首先研究磁耦合谐振的传输机理,查阅相关文献资料,通过建立两线圈与三线圈电路模型,对比分析了两种结构在定频、定距下的传输特性,最终选取两线圈结构,在此基础上研究了线圈参数、系统频率、负载电阻对传输特性的影响。在研究传输特性的基础上,设计研制高频电源,同时,鉴于无人机载荷、空间、重量限制,设计谐振器结构,在不增大线圈面积的基础上提高系统的传输距离及效率,选取、设计、优化谐振器的结构。在能量管理方面,依据无人机的负载特性,采用锁相环控制单元,实现系统能够跟踪到最大频率点,同时采用STM32为核心的控制器,通过对接收系统的电压、电流的检测,实现无人机锂电池在恒压、恒流及脉冲充电的自动切换。最后,进行硬件电路进行设计,搭建实验平台。通过借助基础实验对系统的工作模式及谐振器特性进行分析并优化系统。在此基础上开展悬停实验,研究无人机在悬、停条件下,无线充电过程中传输效率,接收功率等特性的变化。