感应耦合电能传输(Inductively Coupled Power Transfer,ICPT)技术是指基于电磁感应原理实现电能从电源端到用电设备端的无电气连接传输技术,其具有供电灵活、安全可靠、维护成本低等优点,在电动汽车、植入医疗和轨道交通等领域取得了广泛的应用。ICPT系统是一类集高频电力电子变换器、功率电磁耦合机构、信号处理与控制于一体的电磁综合系统,具有高阶非线性和参数不确定等典型特性。这些特性使得系统动力学行为非常复杂,会使系统出现工作状态不稳定、鲁棒性差等问题,极大程度上限制了ICPT系统的推广应用。本文为解决系统随参数摄动发生的低频振荡和鲁棒性差等问题,分别提出了ICPT系统参数优化策略和基于非支配排序遗传算法-II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II)的自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller,ADRC),实现闭环控制系统的稳定性和鲁棒性的提升,主要工作及贡献包括:首先,介绍了论文的研究背景,简要介绍了ICPT系统的一般组成结构及其工作原理,对ICPT建模方法及控制方法的国内外研究现状进行了总结分析。接着,为证实ICPT系统能效对系统参数变化的较高敏感度,建立了ICPT系统简化模型并分析了能效特性,揭示了闭环控制策略对实现系统稳定运行的重要意义。同时,针对现有ICPT系统控制方式中的不足之处,分别从提高系统的稳定性和鲁棒性入手提出相应改进措施,为后续章节的展开奠定基础。再接着,从提高系统稳定性入手,为抑制系统中的非线性行为,对系统进行了仿真、建模和参数优化工作。绘制了ICPT系统中滤波电感电流和输出电压随耦合系数变化的三维分岔图并建立了对应的雅各比矩阵求解模型,从数值仿真和理论建模两个方面分析和研究了系统中发生的低频振荡现象及其产生机理,得到了系统的稳定运行边界条件,提出了一种ICPT系统参数优化策略,实现系统在弱耦合条件下的稳定运行。然后,从提高系统鲁棒性入手,为实现参数摄动下的恒压输出,设计了基于ADRC的闭环控制系统,并采用了基于非支配排序遗传算法-II的非线性状态误差反馈控制律,实现了闭环ICPT系统在参数摄动下的稳压输出。最后,通过仿真分析和实验平台,分别搭建了基于反馈比例控制和基于自抗扰控制的闭环ICPT系统。为分析系统稳定性,搭建反馈比例控制系统,实验结果表明:系统中确实发生了低频振荡现象,同时可以通过系统参数优化策略实现该现象的抑制。为提高系统鲁棒性,搭建基于自抗扰控制器的闭环控制系统,并对比分析采用线性反馈控制律和基于NSGA-II参数综合整定算法的非线性反馈控制律对控制器性能的影响。最终,实验结果表明:基于ADRC的闭环控制系统不仅能够实现对低频振荡现象的有效抑制,而且能够提高系统的鲁棒性,维持系统在线圈位置偏移和负载摄动下的良好动态性能和稳态性能。