单输入多输出DC-DC变换器是一种很有前景的开关电源拓扑,在电动汽车、便携式设备等需要多个稳压电源的领域中广泛应用。单输入多输出DC-DC变换器采用单个电感或耦合电感来产生多个输出,相较于单输入单输出DC-DC变换器,它具有低成本、高效率和高功率密度等优点。然而由于多路输出只使用单个电感或耦合电感,输出支路间的交叉影响是不可避免地,严重时可能破坏系统稳定性,因此为减小单输入多输出DC-DC变换器输出支路间的交叉影响,本文以单电感单输入双输出Buck变换器和耦合电感单输入双输出Buck变换器为研究对象,提出基于反馈线性化方法的非线性控制策略以提高系统稳定性。本文的主要研究内容如下:针对单电感单输入双输出Buck变换器输出支路间的交叉影响,提出一种基于精确反馈线性化方法的滑模变结构控制。首先介绍了单电感单输入双输出Buck变换器的工作原理,建立了系统的大信号模型,在此基础上使用精确反馈线性化方法对系统进行坐标变换得到布鲁诺夫斯基标准型的可控线性系统,然后进行滑模控制器设计以提高系统稳定性。仿真结果表明,所提控制方法有效减小了输出支路间的交叉影响,提高了系统的鲁棒性,具有更快地瞬态响应速度。针对耦合电感单输入双输出Buck变换器输出支路间的交叉影响,提出一种逆系统理论与自适应动态滑模控制相结合的非线性控制策略。首先介绍了耦合电感单输入双输出Buck变换器的工作原理,建立了系统的大信号模型,然后根据逆系统理论判断系统可逆性,在此基础上,构造α阶积分逆系统并与原系统串联,得到两个单输入单输出的伪线性子系统,进而实现了系统的线性化和解耦,同时设计动态滑模控制器,并引入自适应控制律来估计系统扰动。仿真结果表明,所提控制方法进一步减小了输出支路间的交叉影响并减弱了抖振,提高了系统的鲁棒性,具有更好地动态特性。详细描述半实物仿真系统和RT-LAB实时仿真软件的概念和特点,介绍基于RT-LAB的半实物仿真平台的软硬件设计,搭建单电感单输入双输出Buck变换器和耦合电感单输入双输出Buck变换器的实验样机,进行快速控制原型实验,通过实验结果分析,验证了基于反馈线性化方法的非线性控制策略的优越性和正确性。