无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）是一种利用电磁场进行非接触式电能传输的技术,其不仅具有安全可靠、环境友好等优点,还在很多领域得到广泛应用。在实际应用中,无线电能传输系统对发射线圈与接收线圈间的相对位置极为敏感,微小偏移会引起耦合系数的变化,影响系统的稳定性。针对上述问题,基于全桥逆变器输出方波电压的基波和三次谐波频率,本文提出混合型补偿网络,并设计一种具有抗偏移特性的耦合机构,在此基础上,对其电路参数进行优化设计,使系统在偏移时能够恒功率输出,且具有低成本、抗偏移性强和可靠性高的特点。本文的主要研究内容如下:1)双频调谐的WPT系统混合型补偿网络研究。通过分析SS、LCC-S和LCC-P补偿网络的输出特性,得到补偿网络输出功率与耦合系数、负载的关系,基于全桥逆变器输出的方波电压的基频和三次谐波频率,结合SS和LCC-S电路拓扑的功率传输特性,提出具有抗负载和抗偏移扰动的混合型补偿网络。2)双频调谐的WPT系统耦合机构设计。首先,建立基于圆角方形线圈的非对称耦合机构,并对其参数进行优化设计,获得耦合机构参数的最优解。其次,根据屏蔽机理,利用电磁屏蔽提高耦合机构的传输能力。最后,通过实验测量了非对称式圆角方形耦合机构在不同方向偏移下耦合系数的变化规律,验证了该耦合机构在平面内具有较强的抗偏移能力。3)双频调谐的WPT系统优化设计。考虑到WPT系统的电路参数对其输出功率至关重要。为提高WPT系统的抗负载扰动与抗偏移能力,利用粒子群算法对WPT系统进行参数优化,获取系统补偿网络参数的最佳值,使得系统在偏移和负载变化时仍具有相对平稳的输出功率。4)根据系统设计,进行电路仿真试验,分析不同方向的抗偏移特性,验证理论分析的可行性。并搭建双频调谐的WPT系统实验平台,对基于双频调谐的补偿网络和耦合机构在无线电能传输系统中的应用进行了深入研究,并取得了一定的研究成果。