无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术,以不需连线,克服传统有线连接输电方式局限性为优势,一直饱受各界关注。然而WPT技术仍存在传输效率低、充电负载无法随意移动等问题,在使用过程存在局限。本文提出磁耦合系数变化时的最优开关控制和模糊PID控制相结合的无线电能传输系统恒压输出控制方法,进一步提出考虑系统内阻损耗的基于自适应粒子群优化算法的磁耦合谐振无线电能传输系统的传输效率和输出功率模型。主要工作包括以下几点。第1,研究分析了无线电能传输系统模型。通过将磁耦合共振无线电能传输四种基本补偿网络等效为T型和π型等效电路推导出了其对应的输出电压电流和输入电压电流之间的关系,进一步选用恒压输入-恒压输出的SS型拓扑结构作为系统的补偿网络进行研究。通过对电路方程的推导,得出了使系统保持高效运行的同时输出电压恒定的条件。证明了无外加控制手段的系统,当一次线圈与二次线圈间耦合系数改变时,系统无法保持恒定的输出电压的同时处于高效的工作状态。第2,针对一次线圈和二次线圈之间耦合系数的变化,提出了最优开关控制和模糊PID控制相结合的混合控制方法。分别对两种控制方法的进行了分析,利用最优开关控制的快速性和模糊PID控制的在线优化PID参数的特性设计了控制器。通过Simulink仿真软件搭建仿真电路比较其控制效果,证明了混合控制方法的快速性和准确性,最后通过实际电路实验验证了混合控制方法可以迅速地改变系统的工作状态,在过耦合区域内系统实现了输出电压恒定,且保持高效的工作状态。第3,考虑系统内阻损耗,提出了基于自适应粒子群优化算法的磁耦合共振无线电能传输系统的效率模型。针对磁耦合共振无线电能传输系统传输效率随着系统电压等级和输出功率的上升而先上升后下降的现象,以直流斩波模块输入电压为决策变量,构造了一个以输出功率和传输效率为目标的函数,利用自适应粒子群优化算法将其转化为单目标问题并进行求解,为考虑内阻的系统提供了一种控制指标。通过比较仿真结果与计算结果,证明了所提出考虑内阻的系统效率模型的合理性。