无线电能传输具有安全、耐用、无接口摩擦、取电灵活、供电端和用电端完全隔离等优点,能够有效克服传统供电的各种缺陷。感应耦合电能传输(ICPT),又称非接触式电能传输,因被誉为近距离无线输电的最佳解决方案而广受国内外学者关注。ICPT系统具有多参数耦合、阶数高、非线性等特点,从而造成系统的控制难度较大。系统参数的不确定性和外部扰动均会导致系统输出的不稳定,因此控制器的设计非常重要。本文介绍了ICPT技术的国内外现状,比较已有的ICPT系统控制算法,目前的稳压控制算法存在对系统模型要求高、对参数不确定和外部扰动鲁棒性弱、控制精度低、效率低、适用性不强等缺陷。由此,本文将针对ICPT系统设计一种能够无超调快速跟踪参考电压、对参数不确定性和负载扰动具有较强鲁棒性的高阶滑模控制器。论文研究和设计工作如下:(1)分析SS型ICPT系统电路模型及其基本工作原理,利用傅里叶级数展开等方法对系统模型进行等效降阶处理,得到系统直流等效模型。(2)根据等效电路模型,建立其动力学方程。对能量注入模态和自谐振模态下输出电压误差的相平面轨迹进行分析,得到输出电压误差近似最优相轨迹曲线,使系统以较快速度且无超调地到达参考值,可以有效提高系统的动态性能和鲁棒性。(3)依据能量注入模态和自谐振模态的相轨迹曲线确定优化切换点,设计了基于状态机的次最优二阶滑模控制算法,证明了控制器的稳定性,引入迟滞参数限制滑模控制信号的切换频率。。在此基础上,提出了一种改进型的次最优二阶滑模控制器,通过优化和自适应切换系数来消除系统可能存在的稳态误差。该算法实现了输出电压无超调快速跟踪;受控系统在参数摄动时,表现出较强的鲁棒性。综上,本文搭建了Matlab/Simulink模型以及功率为100W的ICPT系统实验样机对设计的控制算法进行验证。实验结果和理论分析保持一致,充分说明此控制器的正确性。