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随着工业的迅速发展,石油,煤和天然气等能源终将完全消耗。太阳能资源资源丰富、分布广、发展潜力大,是未来较理想的清洁能源,逐渐进入人们的生活,并将打造崭新的世界能源格局,太阳能光伏发电是解决21世纪能源短缺问题的必然选择。本文以H桥式非隔离双向DC/DC变换器为研究对象,以改善其充电/放电模式切换时电压电流动态特性和提高电压稳定性为目标,研究调制方式和控制策略对四种模式切换的影响。提出一种双载波调制方式平滑模式切换,简化控制方式,改善动态性能。在此基础上采用分数阶PI~λD~μ控制器进一步提高系统的动态性能。最后,搭建了1kW双向DC/DC变换器硬件实验平台和GUI虚拟实验平台。本文所做的主要研究工作如下:(1)基于双载波调制方式的统一模式控制。针对H桥式非隔离双向DC/DC变换器进行模式切换时存在的电压过冲大和调节时间长的问题,本文提出了双载波调制策略。首先分析了H桥式非隔离型双向DC/DC变换器的工作原理,建立了小信号等效模型,并运用双载波调制策略将双向DC/DC变换器四种模式切换变换为统一模式控制,简化了控制算法。最后,基于Simulink分析了其稳定性并进行仿真验证,结果表明该方法减小了模式切换时的电压过冲和调节时间。(2)分数阶PI~λD~μ控制器的分析和设计。为进一步减小H桥式非隔离双向DC/DC变换器的电压过冲,调节时间和启动电压过冲,本文电压外环引入了分数阶PI~λD~μ控制器。首先分析了分数阶微积分的定义及其Laplace变换,然后分析了分数阶算子的近似及其离散化方法,并利用Tustin变换法结合CFE算法收敛速度快易于实现的优点,对分数阶PI~λD~μ控制器进行离散化,得到离散数学模型及其递推控制算子,应用于双向DC/DC变换器的电压外环控制器。最后基于Simulink进行了仿真分析,在启动和模式切换时实现了响应速度快和减小电压过冲的目标。(3)小功率实验平台研制与实验结果分析。本文研制了1kW的小功率实验平台和GUI虚拟实验平台。小功率实验平台设计了相应的硬件电路和软件程序。硬件电路包括:功率主电路,控制电路,驱动电路,信号检测与调理电路。软件程序包括:主程序流程,ADC中断子程序流程和分数阶控制算法流程编程。最后在实验平台上验证了双载波调制方式和分数阶PI~λD~μ控制器的有效性,与仿真结果基本保持一致。