由于不需要物理连接,无线电能传输是一种更便捷、更灵活、更安全的功率转换技术。在无线电能传输系统中,耦合系数、负载及输入电压等参数有可能发生变化,系统输出的充电电流/电压随之变化,需要提供有效的闭环控制策略来保持系统输出恒定。在变参数情况下,若系统动态响应能力较慢,系统输出会产生较大的超调/欠调,并且恢复时间较长,将影响系统连接的负载设备的使用寿命,对电机、电池和其他电气设备工作条件有很大的不利影响,甚至损坏设备。因此,本文为无线电能传输系统研究一种具有高动态性能的闭环控制策略。为优化无线电能传输系统的动态性能,使其能够在变负载、变耦合系数、变输出电流参考值及变输入直流电压等条件下快速响应,本文以串/串补偿型无线充电系统为例,研究它的模型预测控制方法。本文对串/串补偿型无线充电系统进行建模,推导系统离散数学模型,并基于输出电流预测值进行模型预测控制的设计。给出移动离散控制集模型预测控制和分组寻优模型预测控制两种方案设计,并结合上述两项控制方法的优缺点,提出一种混合模型预测控制方法,即在输出值与参考值的误差较小时,自动采用移动离散控制集模型预测控制来保证系统的高控制精度,在输出值与参考值的误差较大时,通过全局优化来提高系统的动态性能。该方法具有计算量小、开关频率固定、控制精度高、动态响应快等优点。在完成串/串补偿型WPT系统建模分析、PI控制设计及模型预测控制设计之后,运用PSIM仿真软件搭建系统模型进行验证,并且设计搭建24 V/1.2A/30 W的样机进行实验验证。仿真及实验结果均证明所提混合模型预测控制方法的有效性。