磁耦合谐振式无线电能传输系统频率跟踪研究

基于磁耦合谐振的无线电能传输系统的研究摘要：本文分析和设计了一种基于磁耦合谐振的的无线电能传输系统，并对无线电能传输的技术进行了分析和阐述，分析其中存在的优势特征，并对磁耦合谐振的的无线电能传输的传输距离进行粉分析并研究该系统传播的效率。

本文就无线电能传输系统进行了相应的实验和测试，实验的结果表明，在当系统达到了一定传输效率时，能够实现最优化的系统设计，并对理论分析的有效性进行了相应的验证。

关键词：磁耦合谐振，无线电能传输系统前言无线电能传输的概念在19世纪就出现了，当时是由尼古拉•特斯拉提出的，并在1902年申请了相关的技术专利，后面许多科学家对此展开了研究，并取得了一定的成果，然而在距离方面始终没有获得突破性的进展。

根据无线电传输装置技术的原理，无线电传输方式主要氛围电磁波式、电磁感应式和磁耦合谐振式三种传输技术。

其中电磁波式的无线电能传输技术的实质是利用微波来代替传统的输电装置，然后根据该技术的特点，对传输距离比较长且视距较长和视距传输以及传输方向受限的内容进行分析。

当空气中的无线电传输出现较大损耗时，对周边的环境会带来较大的影响。

一、耦合谐振的的无线电能传输技术原理（一）磁耦合谐振原理磁耦合谐振指的是载流线圈之间经过各自磁场之后相互联系的物理现象。

在靠近磁场的区域，电磁场的能力辐射源内部和辐射的原因是周围空间周期性的流动，并不断的由内向外辐射，出现非辐射性的磁耦合的效应，并且辐射不会向外，属于非辐射性的磁耦合。

磁耦合谐振的无线电传输技术主要是利用磁耦合谐振技术来促进无线传输效率的提升，它的理论基础是磁耦合谐振，在某一个确定的频率下，两个相同的磁耦合谐振在物体之间产生了较为强烈的磁耦合，并且可以实现较好的转移。

依据电路伦理的知识运算，影响系统传输功率、传输效率的因素包含了谐振补偿电容、品质因素、谐振线圈参数和谐振频率、负载电阻等，通过谐振理论来对系统的传输效率进行计算和研究，得出影响系统传输性能的内在联系，并进行进一步的优化。

目录摘要 (i)Abstract .............................................................................................................. i ii 第一章绪论 (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 无线电能传输技术的发展概况 (2)1.2.1 微波式WPT技术 (3)1.2.2 激光式WPT技术 (4)1.2.3 电磁感应式WPT技术 (5)1.2.4 电场耦合式WPT技术 (6)1.2.5 磁耦合谐振式WPT技术 (7)1.3 磁耦合谐振式WPT技术的研究现状 (9)1.3.1 WPT系统建模与传输特性研究 (9)1.3.2 WPT系统的关键技术研究 (12)1.3.3 当前存在的主要问题 (17)1.4 研究思路与内容安排 (18)1.4.1 研究目标及研究思路 (18)1.4.2 主要研究内容 (20)第二章磁耦合谐振式WPT系统建模与传输机理分析 (21)2.1 磁耦合谐振式WPT系统建模 (21)2.1.1 磁耦合线圈的等效模型 (22)2.1.2 补偿网络的等效模型 (25)2.1.3 磁耦合谐振式WPT系统的模型 (28)2.2 磁耦合谐振式WPT系统的传输特性分析 (29)2.2.1 WPT系统的特性参数分析 (29)2.2.2 WPT系统谐振条件分析 (31)2.2.3 WPT系统阻抗匹配条件分析 (32)2.3 磁耦合谐振式WPT系统的频率分裂机理分析 (33)2.3.1 谐振频率点分析 (34)2.3.2 阻抗匹配频率点分析 (36)2.3.3 WPT系统仿真分析 (37)第三章磁耦合谐振式WPT系统的不确定性分析与优化方法 (43)3.1 不确定参数变化对WPT系统的影响分析 (43)3.1.1 WPT系统的不确定参数分析 (43)3.1.2 不确定参数的影响作用仿真分析 (46)3.2 参数不确定情况下WPT系统的优化设计方法 (50)3.2.1 改进型WPT系统电路 (50)3.2.2 WPT系统的不确定性优化问题建模 (52)3.2.3 WPT系统的两层嵌套优化算法 (55)3.2.4 WPT系统的优化结果分析 (58)3.2.5 WPT系统的优化设计准则及建议 (67)3.3 WPT系统的不确定性优化实验研究 (67)3.3.1 实验系统设计 (68)3.3.2 实验结果分析 (72)3.4 本章小结 (73)第四章磁耦合谐振式WPT系统的自适应阻抗匹配方法研究 (75)4.1 双侧阻抗变换式自适应阻抗匹配方法 (75)4.1.1 双侧阻抗变换方法原理 (75)4.1.2 阻抗匹配算法研究 (80)4.1.3 WPT系统阻抗匹配仿真分析 (81)4.1.4 双侧阻抗变换式WPT系统设计 (85)4.2 频率跟踪-阻抗变换结合式自适应阻抗匹配方法 (87)4.2.1 频率跟踪-阻抗变换结合式方法原理 (87)4.2.2 阻抗匹配算法研究 (90)4.2.3 WPT系统阻抗匹配仿真分析 (91)4.2.4 频率跟踪-阻抗变换结合式WPT系统设计 (93)4.3 WPT系统的自适应阻抗匹配实验研究 (94)4.3.1 实验系统搭建 (94)4.3.2 实验结果分析 (96)4.4 本章小结 (98)第五章结论与展望 (99)5.1 主要研究内容和结论 (99)5.2 研究展望 (100)参考文献 (103)作者在学期间取得的学术成果 (117)表1.1 WPT系统的电磁屏蔽方法比较 (17)表2.1 几种补偿网络的传输参量 (27)表2.2 仿真分析中WPT系统的参数设置 (38)表2.3 WPT系统的谐振频率点 (39)表3.1 SS型WPT系统参数的优化设计值 (46)表3.2 不确定参数的变化区间 (47)表3.3 改进型WPT系统参数的初始设计值 (58)表3.4 改进型WPT系统不确定参数的变化区间 (59)表3.5 WPT系统设计向量的优化解(以传输效率为优化对象) (61)表3.6 WPT系统设计向量的优化解(以功率增益为优化对象) (64)表3.7 WPT实验系统的确定参数 (71)表3.8 WPT实验系统的不确定参数 (71)表3.9 T型补偿网络参数优化值(以功率增益为优化对象) (72)表4.1 仿真分析中不确定参数的初始值和变化范围 (83)表4.2 仿真分析中的确定参数值 (83)表4.3 WPT实验系统的确定参数 (96)表4.4 不确定参数的初始值和变化范围 (96)图1.1 无线电能传输技术的分类 (3)图1.2 微波式WPT系统结构图 (3)图1.3 激光式WPT系统结构图 (4)图1.4 电磁感应式WPT系统结构图 (5)图1.5 电场耦合式WPT系统结构图 (6)图1.6 磁耦合谐振式WPT系统结构图 (7)图1.7 KAIST提出的偶极子线圈共振系统 (8)图1.8 电动汽车动态无线充电技术 (8)图1.9 磁耦合谐振式WPT系统的集总参数电路模型 (10)图1.10 磁耦合谐振式WPT系统的二端口网络模型 (11)图1.11 几种不同结构的线圈 (12)图1.12 利用中继线圈增强WPT系统的传输效率 (13)图1.13 利用超材料增强线圈的耦合性能 (13)图1.14 WPT系统的频率控制方法 (14)图1.15 WPT系统的阻抗匹配控制方法 (15)图1.16 基于开关变换器的WPT系统控制方法 (15)图1.17 基于多线圈结构的WPT系统控制方法 (16)图1.18 WPT系统线圈磁场分布仿真 (16)图1.19 WPT系统线圈磁场的主动屏蔽方法 (17)图1.20 论文整体框架与研究思路 (19)图2.1 磁耦合谐振式WPT系统的基本结构 (21)图2.2 两种磁耦合线圈结构 (22)图2.3 两线圈结构的集总参数电路模型 (22)图2.4 四线圈结构的集总参数电路模型 (23)图2.5 磁耦合线圈的二端口网络模型 (23)图2.6 单元件补偿网络的集总参数电路模型 (25)图2.7 双元件补偿网络的集总参数电路模型 (25)图2.8 三元件补偿网络的集总参数电路模型 (26)图2.9 补偿网络的二端口网络模型 (26)图2.10 磁耦合谐振式WPT系统的模型 (28)图2.11 磁耦合谐振式WPT系统的阻抗参数图 (29)图2.12 磁耦合谐振式WPT系统的功率参数图 (30)图2.14 共轭阻抗匹配原理图 (33)图2.15 SS型WPT系统的结构 (34)图2.16 WPT系统的谐振因子和阻抗匹配因子仿真结果 (38)图2.17 WPT系统的传输效率和功率增益仿真结果 (39)图2.18 耦合系数K=0.3时的仿真结果 (40)图2.19 耦合系数K=0.13时的仿真结果 (40)图2.20 耦合系数K=0.06时的仿真结果 (41)图3.1 带有不确定参数的WPT系统 (44)图3.2 发射线圈电感变化时的仿真结果 (47)图3.3 接收线圈电感变化时的仿真结果 (48)图3.4 线圈互感变化时的仿真结果 (48)图3.5 负载电阻变化时的仿真结果 (49)图3.6 负载电抗变化时的仿真结果 (49)图3.7 改进后的TT型WPT系统电路 (50)图3.8 WPT系统的嵌套优化流程 (56)图3.9 PSO算法流程 (57)图3.10 NSGA-II算法流程 (58)图3.11 优化得到的帕累托前沿图(以传输效率 为优化对象) (60)图3.12 优化后WPT系统的传输效率曲线 (62)图3.13 优化得到的帕累托前沿图(以功率增益G为优化对象) (63)图3.14 优化后WPT系统的功率增益曲线 (65)X同时发生变化) (65)图3.15 优化得到的帕累托前沿图(r L、d图3.16 优化后WPT系统的功率增益图 (66)图3.17 WPT实验系统总体设计图 (68)图3.18 高频电源设计图 (68)图3.19 磁耦合线圈设计图 (69)图3.20 发射侧、接收侧补偿网络设计图 (69)图3.21 负载部分的设计图 (70)图3.22 磁耦合谐振式WPT实验系统 (71)图3.23 两种WPT系统的功率增益曲线 (73)图4.1 WPT系统的阻抗参数图 (75)图4.2 包含4个独立可调元器件的WPT系统电路图 (76)图4.3 双侧阻抗变换式自适应匹配方法 (79)12V V图4.5 利用Multisim软件对WPT系统进行仿真分析 (82)图4.6 WPT系统功率增益的仿真结果(双侧阻抗变换方法) (84)图4.7 双侧阻抗变换式WPT系统电路图 (85)图4.8 自适应补偿网络设计方案 (86)图4.9 WPT系统功率测量电路设计方案 (86)图4.10 包含3个独立可调元器件的WPT系统电路图 (88)图4.11 频率跟踪-阻抗变换结合式自适应匹配方法 (90)图4.12 频率跟踪-阻抗变换结合式WPT系统仿真电路 (92)图4.13 WPT系统功率增益的仿真结果(频率跟踪-阻抗变换结合式方法) (93)图4.14 频率跟踪-阻抗变换结合式WPT系统电路图 (93)图4.15 WPT系统阻抗匹配实验装置 (95)图4.16 发射侧自适应补偿网络 (95)图4.17 接收侧自适应补偿网络 (95)图4.18 WPT系统的功率增益曲线 (97)摘要随着科学技术的不断发展，人们对于电能传输系统的要求也越来越高。

大功率磁耦合谐振式无线电能传输系统实验研究卢闻州;沈锦飞;王芬【摘要】阐述了磁耦合谐振式无线电能传输系统的系统结构、工作原理及其线圈选型。

磁耦合谐振式系统具有传输距离比感应耦合式长、传输效率也相对较高等特点，可以实现对电动汽车的大功率、长距离、高效率无线充电，故在电动汽车领域具有良好的应用前景和研究价值。

充分发挥电动汽车分布广泛、清洁环保等优点；并通过实验详细测试了所搭建磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输特性，从而验证了磁耦合谐振式无线电能传输系统的正确性和有效性。

%The working principle and performance index were analyzes for the high-power wireless power trans-mission ( WPT) system via magnetic coupling resonance( MCR) . MCR-WPT system has longer transmission dis-tance and higher transmission efficiency compared with inductively coupled power transfer ( ICPT) to achieve high-power, long-distance, and high efficiency wireless charging of electric vehicle ( EV) . So, MCR-WPT has good ap-plication prospect and research value for EV field and can fully show the advantages of EV, such as wide distribu-tion, clean and green for environment and so on. Moreover, detailed experimental tests for the transmission per-formance of the self-built MCR-WPT system experimental setup are done and its correctness and effective is veri-fied.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)014【总页数】6页(P195-200)【关键词】无线电能传输;磁耦合谐振式;传输效率;大功率;实验研究【作者】卢闻州;沈锦飞;王芬【作者单位】江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，无锡214122;江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，无锡214122;江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室，无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TM724能源短缺和环境污染已成为制约人类社会可持续发展的重要因素，因此我国推行了节能减排政策，采用绿色环保能源将是未来交通发展的趋势。

基于FPGA的磁耦合谐振式无线电能传输频率跟踪控制刘帼巾;李义鑫;崔玉龙;黄凯;边鑫磊【摘要】磁耦合谐振式无线电能传输是无线电能传输领域的研究热点,保持系统工作在谐振频率是磁耦合谐振式无线电能传输的关键技术之一.为了解决磁耦合谐振式无线电能传输系统在工作过程中的谐振失谐问题,本文从理论上分析系统的失谐机理,提出基于自适应PI控制的可变模全数字锁相环的频率跟踪控制方法;建立基于PI控制的全数字锁相环的数学模型,分析PI控制参数对系统性能的影响;设计出一种对全数字锁相环的PI控制参数进行自适应调节且兼顾跟踪控制的速度和精度的自适应控制器;利用FPGA实现所提出的全数字锁相环;仿真结果表明,该全数字锁相环能够较好地实现相位和频率的跟踪功能;最后,在实验样机上进行验证,结果表明该方法可以在谐振频率变化时完成对频率的快速跟踪,使系统工作在谐振状态.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2018(033)014【总页数】9页(P3185-3193)【关键词】磁耦合谐振式无线电能传输;谐振失谐;频率跟踪;全数字锁相环;自适应PI控制【作者】刘帼巾;李义鑫;崔玉龙;黄凯;边鑫磊【作者单位】省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津 300130;省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津 300130;北京化工大学信息科学与技术学院北京 100029;省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津 300130;省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津 300130【正文语种】中文【中图分类】TM72磁耦合谐振式无线电能传输（Wireless Power Transfer, WPT）系统在近场耦合式WPT技术中具有传输效率高、传输距离较大的优点[1]，成为无线电能传输领域的研究热点。

磁耦合谐振式WPT之所以能够高效传输主要取决于系统能否工作在谐振状态[2]。

电磁谐振式无线电能传输系统的谐振频率电磁谐振式无线电能传输系统的首要条件是初次级绕组工作在同一个谐振频率。

当高频功率源和初、次级端LC的固有谐振频率一致时，初级端和次级端的阻抗最低，流经负载的电流最大，此时在一定的传输距离内，大部分的能量能传输到负载，从而得到较大的传输效率；相反，如果系统处于失谐状态，则大部分能量就不能传输到负载。

因此高频功率源和LC固有谐振频率一致时，不发生失谐是实现电磁谐振式无线电能传输的关键。

在电阻、电感和电容的串联电路中，出现电路的端电压和电路总电流同相位的现象，叫做串联谐振。

其主要特征是：①电路中的感抗与容抗完全抵消，所以阻抗模值最小，因此，在电源电压不变的情况下，电路中的电流将在谐振时达到最大值。

②电路中感抗与容抗完全相等，电源电压与电路中的电流同相，因此电路对电源呈现电阻性，电源与电路之间不发生能量交换，电量交换只在电感与电容之间。

在电感线圈与电容器并联的电路中，出现并联电路的端电压与电路总电流同相位的现象，叫做并联谐振。

其主要特征是：①阻抗模值比非谐振情况下的阻抗要大，因此，在电源电压一定的情况下，电路中的电流将在谐振时达到最小值。

②电源电压与电路中的电流同相，因此，电路对电源呈现电阻性，谐振时电路的阻抗模相当于一个电阻。

③谐振时各并联支路电流近于相等，而比总电流大许多倍，因此并联谐振也称电流谐振。

串联谐振和并联谐振的差别源于它们所用的振荡电路不同，前者是用L、R 和C串联，后者是L、R和C并联。

以下是串联谐振和并联谐振的主要区别：①串联谐振的负载电路对电源呈现低阻抗，要求由电压源供电。

并联谐振的负载电路对电源呈现高阻抗，要求由电流源供电。

②串联谐振的输入电压恒定，输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波。

并联谐振的输入电流恒定，输出电压近似正弦波，输出电流为矩形波。

③串联谐振时的工作频率必须略低于负载电路的固有谐振频率，即应确保有合适的t 时间。

并联谐振时的工作频率必须略高于负载电路的固有谐振频率，以确保有合适的反压时间t。

耦合谐振式无线电能传输的传输效率最佳频率唐治德;徐阳阳;赵茂;彭一灵【摘要】By applying lumped parameter circuit theory and coupled mode theory, the efficiency of wire-less power transfer system via magnetic resonant coupling was researched, and the concept of transfer effi-ciency maximum frequency was proposed when transfer efficiency is maximum. Influence of system pa-rameters and load on transfer efficiency maximum frequency and transfer efficiency were analyzed. Two coils transfer system was set up, and the relationship between the frequency and transfer efficiency, the relationship between load and transfer efficiency maximum frequency and between load and transfer effi-ciency were studied,and the relationship between distance and transfer efficiency maximum frequency and between distance and transfer efficiency were carried out. Experiments and simulation prove that: there is a transfer efficiency maximum frequency in wireless power transfer system; and this transfer efficiency maximum frequency is proportional to the load and inversely proportional to mutual inductance approxi-mately; transfer efficiency maximum frequency increases with the increase of distance; when the system work in transfer efficiency maximum frequency and the load resistance is much greater than the coil resist-ance, the transfer efficiency of wireless power transfer system is maximum.%应用集总参数和耦合模理论，研究了电磁耦合式无线电能传输系统的传输效率问题，提出了使无线电能传输系统传输效率最大的传输效率最佳频率概念，分析了传输系统参数和负载对传输效率最佳频率和传输效率的影响。

•无线电能传输技术•■无辣电能#输技术专辑电器与能效管理技术（2017NO . 2)磁耦合谐振式无线电能传输系统的分析与验证魏峥嵘，李政，李祥，夏俊(华南理工大学电力学院，广东广州510640)摘要：针对磁耦合谐振式无线电能传输过程频率分裂问题，利用互感耦合理论 和等效电路模型对系统建立了模型。

通过分析模型得出负载电压和传输效率与耦合 因数、失谐因子的关系表达式，并对其频率特性进行分析。

为了验证系统在过耦合状 态出现的负载电压频率分裂现象，采用了在保持同轴平行放置的前提下，调节发送侧 线圈和接受侧线圈距离的试验方式。

试验结果与理论分析具有较好的一致性，证明了 理论分析的正确性，也为进一步研究频率跟踪及其优化控制提供了有益的参考。

关键词：磁耦合谐振；无线电能传输；频率分裂；失谐因子中图分类号：TM 15 文献标志码：A 文章编号=2095-8188(2017)02-0049-04DOI ： 10. 16628/j. cnki. 2095-8188. 2017. 02. 009魏睁嵘（1991一）， 男，硕士研究生，研 究方向为永磁类无 刷直流电机驱动与 无线输电。

Analysis and Validation of Magnetic Coupled Inductive WirelessPower Transfer SystemW EI Zhengrong , LI Zheng ， LI Xiang ， XIA Jun(School of Electric Power, South China University of Technology, Guangzhou 510640，China)Abstract ： Aiming at the frequency splitting problem during magnetic coupled resonance wireless powertransmission, a system model was built based on the theoiy of mutual inductance coupling and the equivalentcircuit. The expression of the relationship between the load voltage,transmission efficiency and coupling factor,loss of harmonic factor were derived, and the frequency characteristics were analyzed. In order to validate the phenomenon that frequency splitting of the load voltage in the system when system is working on overcoupled condition, the method of regulating distance between the receiving side coil and transferring side coil was used under the condition of keeping the two coils coaxial. Experimental results are well consistent with the theoretical analysis, which shows the validity of the proposed method and its result. Thus, it provides a useful reference for the further research on frequency tracking and its optimization control in wireless power transfer system.Key words ： magnetic coupled resonances; wireless power transfer ； frequency splitting ； loss of harmonic factor〇引言无线电能传输（Wireless Power Transfer, WPT)技术是一种借于空间无形软介质（如电场、 磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电 设备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电 子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，是能源传输和接入的 一次革命性进步[w ]。

磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计1. 引言1.1 背景介绍电能传输技术是当前能源领域的研究热点之一，其在无线电能传输、电动车充电、智能家居等领域具有广泛的应用前景。

传统的电能传输系统存在传输效率低、电磁干扰大等问题，因此需要研究新的无线电能传输技术。

磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种新颖的电能传输技术，通过谐振电路中的高频自激振荡实现将电能传输到远距离。

与传统电能传输系统相比，磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统具有传输效率高、抗干扰能力强等优点。

本文将重点研究磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统的设计原理、主要组成部分、设计参数选择、系统性能分析以及实现方案，以期为相关领域的研究和实际应用提供参考。

通过本文的研究，有望进一步推动无线电能传输技术的发展，提高电能传输的效率和稳定性，促进电能传输技术在实际应用中的推广和应用。

1.2 研究意义磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统是一种新型的无线充电技术，具有许多重要的研究意义。

磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统能够实现高效能量传输，有助于解决传统有线充电方式存在的安全隐患和使用不便的问题。

这种新型的无线电能传输系统能够提高充电效率，减少能源浪费，有利于节能减排，符合可持续发展的要求。

磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统能够实现远距离传输，为智能家居、智能城市等领域的发展提供更加便利的充电方式。

这种系统可以实现设备与充电器之间的自动对齐，无需线缆连接，方便快捷，具有很大的市场潜力。

研究磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统具有重要的理论和实践意义，对推动无线充电技术的发展，提高电能传输效率，改善用户体验，减少环境污染都具有积极的促进作用。

对这种系统的研究具有十分重要的意义。

1.3 研究方法研究方法是本论文的重要组成部分，是确保磁耦合谐振式高频自激振荡无线电能传输系统设计能够顺利进行的关键环节。

在研究过程中，我们采用了理论分析与仿真相结合的方法，首先通过理论分析了系统的传输原理和谐振特性，确定了系统设计的基本要求和参数范围。

基于数字信号处理器的磁耦合谐振式无线电能频率跟踪特性刘佳; 陈海燕; 赵世龙【期刊名称】《《科学技术与工程》》【年(卷),期】2019(019)030【总页数】6页(P179-184)【关键词】磁耦合谐振; 无线能量传输; 频率特性; 频率追踪【作者】刘佳; 陈海燕; 赵世龙【作者单位】河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津 300130【正文语种】中文【中图分类】TM724无线电能传输技术(wireless power transfer, WPT)指在不使用任何物理连接，通过电磁波、磁场和电场等相互之间的耦合关系来进行能量传递的一种技术[1]。

在无线电能量传输的划分中，它可分为电磁辐射型、电磁感应型、磁耦合谐振型三种[2]。

其中，磁耦合谐振无线电能量传输技术是采用相同频率的电磁耦合系统，通过磁耦合的谐振实现系统高功率、长距离和高效率以及高能量转移的技术[3—5]，广泛应用于电动汽车、家用电器、医疗设备、交通运输等其他的领域。

近年来，国内外学者对磁耦合谐振式无线电能传输进行了大量研究。

李阳等[6]和李新恒等[7]通过研究不同线圈参数对传输效率的影响，提出了最大效率的线圈优化设计思路和方法。

Fotopoulou等[8]和黄辉等[9]研究了接收线圈和发射线圈的匝数以及线圈半径对传输效率和传输功率的影响。

徐沈博等[10]着重探讨了激励源频率与阻抗角之间的对应关系，由模型出发，得出了侧谐振频率与负载吸收功率的对应关系。

在频率特性方面，刘喜声等[11]研究了过励磁、临界励磁、欠励磁的状态下对于传输系统效率的影响。

在磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究中，谐振耦合无线电能传输方式利用谐振和磁场耦合的原理进行电能的无线传输，所以其工作频率对于系统的稳定性至关重要[12，13]。

在电能的无线传输过程中会到受外界障碍物(如导磁物体)、接收端负载和电路工作温度的影响[14，15]，导致传输系统的发射和接收线圈的电感量的发生变化，造成谐振频率的改变，频率变化使传输效率迅速下降。