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随着新能源的不断开发和利用,新能源分布式直流供电系统得到了广泛的关注,其中电能的能量转换离不开DC-DC变换器。常见的用于发电的新能源主要有太阳能、风能、水能等,但是这类新能源因受环境的影响,导致电能供应出现不稳定、不连续等一系列问题,所以在新能源分布式直流供电系统中DC-DC变换器必须适应间歇性和随机性电能的变换要求。本文以Buck-Boost变换器为例,采用大信号分解建模将Buck-Boost变换器分解为三个子模块:扰动模块、电压环模块、电流环模块,采用逆系统方法解耦,消除输入电压扰动和负载扰动对输出电压的影响,进而消除电流环和电压环的交叉耦合,从而使Buck-Boost变换器的扰动控制、电压环动态特性控制、电流环动态特性控制成为互不影响的独立过程,实现解耦控制。该控制方法可以对电流环以及电压环进行独立的设计,从而简化控制器设计。解耦后的电压环和电流环开环传递函数为一阶积分系统,对一阶线性系统采用二次型最优调节器,电压环采用P型调节器,电流环采用PI型调节器。然后采用MATLAB进行仿真验证,主要包括:Buck-Boost变换器电源扰动和负载扰动的性能,以及带恒功率负载下的电源扰动的性能。最后设计出一台带恒功率负载的Buck-Boost变换器数字解耦控制原理样机,Buck-Boost主变换器采用DSP2812来实现数字控制器设计。恒功率负载变换器采用Buck变换器,与主变换器构成两级级联系统。实验部分主要测试主变换器在负载扰动下的稳定性,以及带恒功率负载下负载扰动的性能。结果表明了解耦控制器的良好性能。