磁耦合谐振式无线电能传输（MCR WPT）在解决有线电能传输存在的安全性问题的同时,具有高效率、大功率以及中长程度的传输距离的优点,可以应用在日常生活的方方面面,具有广阔的发展前景。但是,系统输出功率与传输效率存在功效失步的工作状态,对系统参数优化提高功率与效率中某一目标时,其另一目标会很低,同步提高输出功率与传输效率的研究尤为重要。因此,本文主要研究工作如下:首先,建立MCR WPT系统的数学模型,并对系统输出功率和传输效率的相关参数进行特性分析。MCR WPT系统根据线圈数量可以分为多种形式,其中以两线圈与四线圈系统具有代表性而被广泛应用。对于两线圈系统重点分析了传输距离、谐振频率与负载参数对输出功率与传输效率的影响。四线圈系统负载特性与频率特性的影响与两线圈系统相同。针对四线圈系统,则重点研究其特有的激磁线圈与负载线圈加入系统后距离参数变化对系统传输特性的影响。通过两个系统的传输特性推导系统的功效失步条件。其次,建立功效失步模型并进行改进,实现对模型优化后功率与效率同步提升。在MCR WPT系统的功效失步条件基础上,提出了一种实现特征缩放的熵值法对失步状态下功效优化目标函数进行改进,并且特征融合Pareto最优解提高了失步状态下输出功率与传输效率同步优化能力,解决了输出功率与传输效率数量级不匹配导致优化结果跌落到功率或效率的单目标求解问题。构建两线圈与四线圈仿真模型,根据所建立的失步功效模型基于差分进化算法优化后所得到的参数进行仿真分析。采用改进模型优化后的系统功效较优化前得到了明显同步提升,并通过有限元仿真结果检验系统安全性。最后,搭建两线圈与四线圈MCR WPT系统实验平台进行实验研究,对改进后失步模型功效同步提升进行了实验验证。对两线圈系统在优化负载阻值与优化谐振频率下的传输特性和四线圈系统在优化的四个线圈距离下的传输特性进行实验,其结果都表明功效在失步状态下得到了同步提升。实验结果与仿真结果对比具有较好的一致性,也同时证明了所提出的方法建立的功效失步模型的有效性。