磁耦合谐振式无线电能传输（Magnetically Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR-WPT）系统主要是利用接收线圈与发射线圈以相同谐振频率发生共振来进行能量传递,该方式避免了有线充电线路磨损、漏电等安全隐患,提升了充电过程的安全性。实际应用中系统会不可避免发生线圈偏移情况,影响传输性能的稳定性。因此,本文针对系统线圈半径为20cm的情况,为了实现偏移区间[0,20cm]内系统传输效率大于80%的目的,完成了偏移区间[0,10cm]时的双边控制设计与偏移区间[10,20cm]时的变拓扑结构设计,并采用仿真与实验平台实现了控制性能与系统能效的验证。本文主要工作如下:首先,阐述了本文研究内容的背景与意义,论述了无线电能传输系统工作原理,介绍了无线电能传输技术、抗偏移与变拓扑技术以及抗干扰与稳定控制国内外研究现状,并给出了本文主要研究内容。其次,运用互感理论建立了SS型拓扑结构的等效电路模型;分析了线圈自感与自阻对系统的影响,推导了系统收、发线圈互感与偏移量之间的关系表达式,根据线圈偏移时互感对系统特性的影响分析,划分了小偏移[0,10cm]与大偏移[10,20cm]区间;利用等效模型理论分析了线圈偏移时频率、负载对传输特性的影响,利用ANSYS进行了系统磁特性仿真分析,为后续线圈偏移辨识、控制设计与变拓扑设计提供依据。然后,研究了基于遗传算法的线圈偏移下互感辨识方法,进行了线圈偏移辨识。根据不同偏移区间划分,进行了偏移区间[0,10cm]时的原边移相控制与副边双闭环控制的双边控制策略的设计,通过恒压输出保证了系统传输效率;进行了偏移区间[10,20cm]时的双边LCC变拓扑结构设计,并实现了参数配置,通过最大效率传输方法实现了系统传输效率在80%以上的目的;此外,对系统和关键模块进行了可靠性评估,利用降额使用提高了系统整体可靠性。最后,针对无线电能传输系统抗偏移设计,搭建了系统仿真与实验平台,利用MATLAB对系统传输特性进行了仿真分析,验证了双边控制设计与变拓扑设计的可行性;通过实验平台对系统进行了负载实验、频率实验以及输出特性实验,结果证明本文设计的偏移区间[0,10cm]的双边控制与偏移区间[10,20cm]的变拓扑结构能有效提高系统传输效率至80%以上。