磁谐振无线电能传输方式与传统电磁感应式无线电能传输相比，具有传输距离远、传输效率高的优点，可广泛应用于体内植入式医疗设备、电动汽车和家用电器等领域。传统的两线圈磁谐振无线电能传输系统中，系统的磁耦合程度随源线圈和负载线圈之间距离的增加而减弱，当传输距离远时，线圈间的耦合程度较弱，使系统传输效率和输出功率急剧下降，无法满足远距离供电的实际需求。为了解决两线圈无线电能系统传输距离近的问题，在源线圈与负载线圈之间引入中继线圈以提高系统传输性能，根据引入中继线圈数量的不同，可构成三线圈无线电能传输系统、四线圈无线电能传输系统以及多线圈无线电能传输系统等。本文主要针对三线圈无线电能传输系统和四线圈无线电能传输系统，从等效电路出发，分析了谐振频率、激励频率对三线圈和四线圈无线电能传输系统输出功率、传输效率的影响机理，在不改变线圈结构的基础上，分别提出了基于复合谐振模式的三线圈无线供电系统功率提升方法和基于复合谐振模式的四线圈无线供电系统效率优化设计方法，研究内容具体如下：
　　首先，从等效电路角度出发，分别对三线圈无线电能传输系统、四线圈无线电能传输系统进行建模分析，推导出系统传输效率、输出功率以及输入阻抗表达式，分析线圈谐振频率、系统激励频率对系统传输效率、输出功率的影响。
　　其次，对于三线圈无线电能传输系统，提出的基于复合谐振模式的功率提升方法，分别根据输出功率最大和在保证系统传输效率一定的情况下输出功率最大两种原则计算每个距离处源线圈和中继线圈的最优谐振频率，得到对应的输出功率和传输效率，并与传统三线圈无线电能传输系统的传输性能进行分析比较。对于四线圈无线电能传输系统，提出的基于复合谐振模式的效率优化设计方法，以系统传输效率最高为设计目标，调节每个距离处的激励频率，研究了四种不同谐振状态下传输距离和传输效率之间的关系，最终确定系统在每个传输距离处的最优激励频率。
　　最后，搭建三线圈无线电能传输系统和四线圈无线电能传输系统的实验平台，分别对所提出的基于复合谐振模式的功率提升和效率优化设计方法进行实验验证。实验结果表明，对于三线圈无线电能传输系统，基于复合谐振模式的功率提升方法既可以实现最大输出功率传输也可以在保障一定传输效率基础上实现输出功率提高；对于四线圈无线电能传输系统，基于复合谐振模式的效率优化设计方法可以明显提高系统的传输距离和传输效率。