作为未来电气与电力电子领域的热门方向,无线电能传输技术在家用电子和低功率设备上的使用越来越普及,与之相对的在使用中存在的问题也日益突出例如在传输过程中如何提高效率和功率,如何增加传输距离,如何保证系统在传输过程中的稳定性等。针对以上问题,以磁耦合谐振式无线电能传输技术为基础,以小功率无线充电系统为对象展开了研究。首先利用互感理论对四种典型的无线充电系统电路结构进行了分析,并重点对其中的串-串(S-S)型结构进行推导。其次根据目前无线充电应用中仍未解决的动态稳定问题进行了原理分析,并提出了一种无需额外增加电路结构的控制方法。最后通过设计系统仿真与实验平台将所提出与传统算法进行对比,验证了所提算法具有的优秀性能。主要研究内容包括以下几个方面:(1)利用互感理论对典型的无线电能传输电路进行数学建模,通过简化部分电路模型,解出系统中电压电流与功率之间的各种关系式。(2)针对小功率无线电能传输的需要,提出现阶段无线充电技术仍然存在的三个基本问题即动态稳定性、可控性和系统效率。在此基础上对各自相应的解决方案进行分析比较从而选择具有参数自校正的模型预测控制算法,并通过仿真进行验证。(3)设计磁耦合谐振式无线电能传输的实验系统,并在此之上对所提出的新型控制方案和传统控制方案进行了多次实验。通过分析实验结果证明本文所提出的方法的价值。研究的成果可视为模型预测控制算法在无线充电系统中的一种新应用,通过将粒子群寻优算法与预测控制中的反馈校正环节相结合,不仅能有效的解决无线充电系统在运动过程中可行性问题,还降低了系统电路拓扑的复杂程度,为后续的理论发展提供了可靠的支持和依据。