无人机在电力巡检和边防巡逻等领域得到了广泛的应用,这不仅节约了用人成本且保障了工作人员的安全,然而无人机的续航能力不足,且部分户外地区充电条件有限,给无人机的工作带来了很大的不便。针对以上问题,本文对无人机光伏供电无线充电系统进行了研究,主要做了以下工作:首先,对光伏供电系统进行了研究。在传统固定步长扰动观察法的基础上提出了反正切变步长扰动观察法,该方法在提高最大功率点跟踪速度的同时减小了最大功率点处的功率震荡。选取了合适的DC-DC变换器实现光伏板的电压变换和最大功率点跟踪,并对所用的DC-DC变换器及辅助电路进行了分析与设计。其次,为了实现锂电池的恒流恒压分段式充电,提出了具有恒流恒压输出特性的变参数CL/LCL补偿网络,将该补偿网络与单管逆变电路相结合,组成了单管变参数CL/LCL电路,并对该电路进行了电路原理、工作模态和建模分析。通过对补偿网络恒流和恒压模式的增益分析,从理论上证明了其恒流恒压特性。然后,给出了单管变参数CL/LCL电路元器件的参数计算公式,并对无线充电系统的辅助电路进行了设计。对松耦合变压器的线圈和屏蔽层进行了分析和设计,利用JMAG软件对铺设不同结构屏蔽层松耦合变压器的磁场进行了有限元仿真和比较。最后,对光伏供电系统和无线充电系统分别进行了仿真和实验。利用MATLAB软件对反正切变步长扰动观察法进行了仿真,搭建了实验平台,验证了该控制方法的可行性和优越性。利用Saber软件对单管变参数CL/LCL电路进行了仿真,搭建了实验平台进行了负载切换和锂电池充电实验,验证了单管变参数CL/LCL电路的恒流恒压输出特性和可行性。