随着社会的发展与进步,人类社会对电能的需求越来越大。无线能量传输,即在非物理接触的条件下实现电能的无线传输,作为一种新型能量传输方式受到了人们越来越多的关注和研究。本文对无线能量传输技术的研究主要集中在基于磁耦合谐振原理的无线能量传输系统的传输特性分析以及基于阻抗匹配原理的自适应功率追踪系统设计两个方面。本文的主要研究内容和贡献概括如下:1.研究了无线能量传输系统的传输特性,使用多种方法对无线能量传输系统进行建模,以此为基础推导了其最大功率传输和最大效率传输时的负载条件,并将其与系统的品质因数、耦合系数、互感等相关联,从而简化了分析结果。使用耦合模分析方法分析了线圈中静态、动态的能量变化,并提出了使用传输矩阵分析多线圈级联系统传输特性的分析方法,简化了其分析过程。2.分析了无线能量传输系统的无源和有源阻抗匹配网络设计方法,以及基于阻抗变换的最大功率点追踪和最大效率点追踪实现方法。阐述了不同阻抗变换方法的原理、实现方法以及适用范围,其中着重介绍了使用直流-直流变换器的有源阻抗匹配方法,分析了三种常见的直流-直流电路拓扑的工作原理,并总结了各自的适用范围。3.设计了基于扰动观察法控制策略原理的自适应最大功率点追踪系统,并将其与磁耦合谐振系统相结合,实现了一个具有自适应最大功率点追踪功能的无线能量传输系统。在设计过程中详细分析了扰动观察法控制策略的原理,并用电路方法和程序方法两种方法实现了控制策略,设计了多组实验进行验证。然后提出了引入了输出功率对占空比的不同阶导数以改变追踪过程中的步长的方法,能够更快地追踪到最大功率点。较同类文献的设计而言,本文所设计的自适应最大功率点追踪系统在实现功能的同时体积大大减小。实验结果表明,本文中设计的自适应最大功率点追踪系统实现了最大功率点追踪的功能,且提出的改进的追踪方法将追踪效率提高了44%。这为需要相应速度快、体积小的无线能量传输系统设计提供了设计参考。