随着科技的发展,无人机的应用场景越来越广泛,其不仅应用于军事领域,还会给人们的生活带来了许多方便,无人机的应用具有广大的前景。然而,在无人机的远距离飞行中无法对其进行精准控制,无人机的充电问题限制了其更广泛的应用,因此,无人机无线充电具有很大的发展潜力。无线电能传输技术用于无人机的充电可以更好的发挥其优势,充电时可以脱离电线的束缚,更便携。由于无人机停落时的位置准确度有限,因此无人机无线充电平台面积比较大,这样面临了系统效率不高的问题。因此,本课题将设计具有落点位置捕捉功能的无人机无线充电系统,能够对无人机的落点位置进行捕捉,切换不同的线圈,提升系统的效率。本课题将对松耦合变压器的传输原理进行分析,并推导松耦合变压器的两种电路模型;根据推导的电路模型,分析松耦合变压器的互感变化对无线电能传输系统输出功率的影响;并且针对无人机无线充电的特点,选择松耦合变压器的原、副边线圈的类型;基于有限元的技术计算松耦合变压器的互感和耦合系数,并对其进行分析和优化设计。为了提高充电的效率,将对无线电能传输的补偿网络包括低阶的S补偿和P补偿以及高阶的LCC补偿进行分析,并推导补偿网络参数的计算公式,以便实现零输入阻抗与负载无关的恒压输出。由于无人机无线充电平台的原、副边面积差较大,本课题提出模块化堆叠的方法设计原边线圈,分析和设计线圈切换的控制策略,对无人机落点位置进行有效捕捉,以实现系统效率的最大化。此外,对全桥逆变器进行建模和闭环控制,以提高输出电压的稳定性,提升系统的性能。最后,根据理论分析设计并搭建了一台无人机无线充电平台样机,可以实现对无人机位置进行捕捉并且切换线圈,实现了50W的功率传输,工作效率最高达79.3%。