磁耦合谐振无线电能传输技术作为一种新兴的无线电能传输技术,具有较大的传输距离、较高的传输功率以及低辐射性和穿透性等优点,该项技术已成为电气工程领域研究热点之一,很多国内外学者都针对该项技术开展了深入的研究,并取得很大进展,但目前还有很多问题尚待解决,传输理论研究、传输距离与传输效率的综合优化有待进一步突破,还需要系统深入的理论研究。本文基于这些问题展开研究,首先建立基于有损耗谐振电路的谐振体的简正模模型,针对谐振体入射能量展开耦合分析,得到谐振体自身损耗和入射能量在谐振体外部反射损耗是影响谐振体与入射能量耦合状态的两个重要因素。提出基于谐振体能量入射分析的磁耦合谐振无线电能传输系统耦合状态分析方法,基于无线电能传输系统结构和能量传导规律分析,将单一谐振体入射能量耦合分析扩展到系统耦合状态分析,通过仿真研究获得系统自身损耗与系统外部反射损耗对于系统耦合状态的影响。将基于耦合模理论的无输入系统损耗分析扩展到具有连续输入的系统损耗分析,得出系统自身损耗对系统耦合状态与传输效率具有复合影响的结论。提出基于散射矩阵的电场耦合效率测量新方法,通过系统电路模型和二端口网络模型,结合系统能量传递过程推导出基于散射矩阵的电磁耦合效率计算模型。代入散射参数获得系统电磁耦合效率。该方法为解决高频条件下电气参数准确测量提供新思路。建立无线电能传输系统谐振补偿电路模型,研究耦合系数和次级品质因数对电压增益、电流增益和传输效率的影,给出PSSS补偿结构为最优补偿结构的结论。提出利用初级阻抗角分析无线电能传输系统的新方法,推导出初级阻抗角的表达式,建立了初级阻抗角与次级品质因数和耦合系数关系的数学模型,得出初级阻抗角对频率分裂及对无线电能传输效果的影响。研究了不同结构的磁耦合谐振无线电能传输系统,提出基于系统磁场分布规律分析不同线圈结构传输特点的新方法。对中继结构的磁耦合谐振无线电能传输系统的传输特性进行研究,分析系统能量变化规律。定义了中继系数的概念,建立中继线圈的有效工作位置计算模型。为中继系统的优化提供了理论支持。提出基于能量传导分析的系统传输性能优化方法。增加能量捕捉线圈,调节输出端与输入端的能量比,能够明显提高系统的传输效率或者增大传输距离。研究磁耦合谐振无线电能传输系统磁场分布的频率特性,建立欠耦合状态、临界耦合状态和过耦合状态的系统磁场分布特性的模型。提出基于能量交互的传输性能影响因素分析的新方法,分别分析接收端天线垂直转动的影响、接收端天线水品位移的影响、非对称约束尺寸的影响、该分析方法避免了传统分析方法对结构细节影响因素分析不全面的缺点。提出无线电能传输系统位置信息定义方法,能够为系统的使用和安装提供指导。设计了程控无线电能传输实验系统,做了大量的相关实验,验证了本文提出理论分析方法的正确性。本文从新的角度研究了磁耦合谐振无线电能传输技术的传输机理、传输系统电磁耦合特性和系统结构特性,优化了系统频率分析方法,改进了传输特性影响因素的分析方法。本文的研究成果丰富了无线电能传输系统分析方法。为实现磁耦合谐振无线电能传输系统大功率与高效率的综合优化以及提高系统实用性能奠定了理论基础。