感应式无线电能传输（Inductive Power Transfer, IPT）技术，由于其使用便捷、安全可靠、适于自动化控制的特点，在家居、交通、医疗、工业、军事等场合具有良好的应用前景，受到了人们的广泛关注[1-2]。
为确保输出功率和效率，IPT系统的工作频率通常会设计在谐振频率点。然而在实际应用中，IPT系统存在着气隙变化、原副边错位、负载变化范围宽等问题。尤其在电动汽车充电领域，车辆停放过程中难以保证原、副边的精确对准，从而会导致其漏感、耦合系数、激磁电感等电路参数发生大范围变化[3-4]。而传统的补偿参数都是在定参数下选取的，因此这些参数的变化会使IPT系统处于失谐状态，对系统效率和输出特性产生影响，从而限制了IPT系统的功率传输能力和适用性。
在非接触变压器大范围错位、变气隙的工作条件下，为提高IPT系统工作的稳定性，国内外学者深入研究了多种控制策略。具体包括调谐控制技术[5]，切换补偿网络技术[6]，最优效率点跟踪技术[7]和自激控制技术[8]等。
其中调谐控制技术是在不改变IPT系统补偿网络的基础上，对谐振元件（如电容、电感等）进行静态或动态调节，从而在变参数条件下实现全调谐，得到稳定的输出增益，提升传输效率。因此，为了在变参数条件下进行稳定、高效的无线电能传输，调谐控制技术的研究和应用极为重要。目前，实现调谐控制的方法有调整开关电容阵列[9]、相控电感[10]、相控电容[11]以及饱和可变电感[12]等。
文献[13]针对整流性负载呈阻感性而不是纯阻性，从而导致IPT系统失谐的现象，提出一种实时测量负载阻抗的动态补偿方法，通过静止开关的动态切换改变总输出容值。文献[14]提出一种用于调谐控制的三电容组态阵列，并结合遗传算法来解决IPT系统阻抗不匹配引起谐振频率不稳定的问题。新西兰奥克兰大学提出了一种自调谐功率调节器及其相应的控制方法[15]，通过检测电路的谐振状态，使用继电器的切入切除控制开关电容阵列的容值。由于该方法在开关期间没有额外的损耗，因此适用于大功率场合。
本文在文献[16]研究的串/串并(S/SP)补偿网络的基础上，对S/SP补偿在原、副边错位情况下的系统特性进行分析，并提出了一种基于定位信息的电容切换阵列的调谐控制技术。本文还介绍了基于线圈定位的调谐系统的组成，给出了衡量原、副边线圈错位程度的定位算法，选取了电容阵列结构和调谐方案。进而在仿真和测量实际绕制的变压器的基础上，根据系统的实际错位范围、平均离散度和切换步长，提出了一种切换级数的最优设计方法，并给出了控制继电器的开关信号表。最后，搭建一台输入300V最高输出800W的实验样机，验证所设计的调谐控制技术的有效性。
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