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航天器一次电源S4R比S3R拓扑结构具有更高的功率密度，低热辐射，高可靠性等优点，其控制策略是简单的滞回控制。滞回控制方法仍普遍用于航天器电源控制单元中，该控制方法的特点是开关频率不固定，补偿器参数选择不具有普遍性另外滞回窗口宽度的大小和很多因素有关。虽然很多文献都已经给出了乓乓控制器参数确定公式及参数，但是该方法的鲁棒性不强，尤其当太阳能电池的外界条件发生变化时。 本课题研究的目的是验证S4R拓扑的PWM控制可行性与能否针对航天器一次电源S4R串联开关充电单元采用MPPT充电控制算法。本文的主要研究内容包括： (1)本文采用了带寄生参数的小信号法平均法建立S4R拓扑的数学模型，并针对该模型确定相应的PI补偿网络生成PWM的控制信号从而进行母线电压调节，这样解决了以上的各种缺点与不足而且提高了功率控制单元的鲁棒性。 (2)针对太阳能电池阵输出非线性特点同时又兼顾负载的扰动情况，设计了多输入单输出的鲁棒控制器。鲁棒控制器的设计是采用H∞最优化理论而设计，鲁棒控制器增广模型的确定是采用了补灵敏度函数及灵敏度函数确定的增广系统模型。该模型很好的解决了航天器一次电源输入的非线性特性以及由小信号平均法建立的数学模型不确定而引起的功率控制单元控制器的不稳定而带来的系统输出不稳定。 (3)本文S4R拓扑的太阳能电池阵列仿真模型的建立有利于航天器一次电源充电单元的智能最大功率跟随快速充电算法的研究与设计。MPPT最大功率跟随算法采用了扰动观察法，该方法检测简单算法容易实现，本文的MPPT充电仿真说明了该算法可以应用于航天器一次电源S4R拓扑的有序串联开关的充电控制器中。 本文的系统仿真与实验结果都验证了以上鲁棒控制方法良好的控制效果及最大功率跟随控制算法的可行性及适用性。