随着新能源的开发和利用,智能控制系统的快速发展,开关变换器已广泛应用于各个行业。在新能源汽车领域,将动力电池的直流电转换为变频的交流电,用于驱动电动机;在风力涡轮机领域,变频风电被转换成固定频率的交流电送到千家万户;在汽车应用领域,通过直流电压的转换(DC-DC)满足控制系统的需求。应用领域的快速发展对开关变换器的工作效率、精度、稳定性及适用性都提出了更高的要求。开关变换器由开关管、电感和电容等非线性元件组成,导致工作过程中会产生混沌现象,而混沌的产生将严重影响开关变换器的工作性能。因此,对开关变换器的混沌产生机理及控制策略的研究是亟待解决的问题。本文拟从以下几个方面研究开关变换器:首先,基于混沌理论分析开关变换器电路,验证开关变换器电路中存在的非线性特性。讨论根轨迹及伯德图在非线性系统中的分析方法,并分析各种控制策略的特点。其次,选取典型的降压式DC-DC变换器进行分析,基于典型参数建立仿真模型,将自动控制领域的分析方法引入开关变换器系统,利用根轨迹及伯德图判定系统稳定性,通过传递函数获得零极点的位置、伯德图的趋势及区间,探讨稳定性是否满足要求,并根据稳定性判据整定PID参数,选取输入输出子集范围、确定模糊推理函数及设计控制规则,完成模糊PID控制器的设计并测试控制效果。再次,将混沌理论应用于开关变换器的非线性电路特性研究中,针对电压控制型降压变换器进行特性分析,阐述两种工作模式下的拓扑结构及器件参数选取方法。搭建Simulink仿真模型,利用相图将各参数变化过程中对电路工作状态的影响进行分析,用时域波形图对电路工作状态的转化进行说明,获得开关变换器的混沌产生机理之一是由于充电电流过大时,使得输出电压上升过快引起的。最后,针对降压式DC-DC变换器搭建传统PID和模糊PID控制模型,并根据实际仿真结果进一步调整PID参数,分别测试其控制效果,对比传统PID及模糊PID控制性能差异,通过定量分析确定模糊PID具有调整速度快、鲁棒性好、无超调及使用便捷等控制优势,可有效提高开关变换器系统工作性能。