现已临床应用的胶囊内镜主要采用纽扣电池供电,供电时间较短且存在安全隐患,难以满足现有的诊疗要求。基于无线能量传输技术的胶囊内镜能够很好地解决能量供应问题,已经得到了广泛关注。本文在课题组已有的基础上对胶囊内镜无线能量传输系统进行了改进设计。搭建了一维接收线圈与三维接收线圈的无线能量传输系统性能测试平台,进行了仿真分析与试验研究,通过试验验证了改进方案和优化后参数的正确性、可行性。本文具体进行了以下几个方面的研究工作:基于胶囊内镜的应用环境设计了无线能量传输系统的接收端应用电路,并通过仿真分析与实验验证了接收端应用电路的可行性。分析了不同谐振补偿模型的性能,分析了不同因素对系统输出功率与传输效率的影响。分析了截面形状不同的发射线圈的磁感应强度,选择圆形发射线圈。采用近似的方法求得在轴线平面上不同类型发射线圈的磁感应强度计算公式。在Matlab中对不同类型发射线圈的磁感应强度进行计算并选择改进型Helmholtz线圈作为系统的发射线圈,通过实验分析了Helmholtz线圈与改进型Helmholtz线圈的磁感应强度和磁场均匀性。采用COMSOL软件对人体腹部模型中的电流密度、比吸收率进行仿真分析。将效能积作为优化过程中的目标函数,将系统谐振频率、线圈参数作为优化变量,将温升条件与电磁安全性作为约束条件。采用改进的差分进化算法与粒子群算法对无线能量传输系统的一维接收线圈参数与三维接收线圈参数进行优化设计。在三维接收线圈优化过程中,考虑实际应用条件选择整流后并联的三维接收线圈应用电路。对优化后的一维接收线圈参数与三维接收线圈进行仿真分析与试验验证。根据胶囊内镜的应用条件对无线能量传输系统接收端进行了微型化设计,对微型化后的摄像模块、信号发射模块、整流滤波稳压模块分别进行性能测试。将胶囊内镜各模块进行集成并对集成后的系统进行试验分析,通过试验验证了优化方案的可行性。设计了以单片机为控制核心的全桥逆变电路,解决了WL3866型信号发生器体积大、频率不易调节的问题,通过试验验证设计电路的效果。