开关器件的通断和连续动态系统的相互作用使得DC/DC变换器表现出非线性特性。传统的建模方法大多采用状态空间平均法,用线性关系近似代替变量间的非线性关系得到了小信号模型,小信号模型虽简单实用,但其忽略了变换器的固有特性,在非线性系统中具有很大的局限性。目前对DC/DC变换器控制方面的研究大多是在小信号模型的基础上采用线性控制,当系统受到大信号扰动时,鲁棒性和动态性能很难达到要求。因此,选择合适的建模方法和控制策略深入研究DC/DC变换器,提高其在大信号扰动下的鲁棒性和动态性能,具有重要意义。针对DC/DC变换器的混杂切换特性,本文采用混杂系统理论详细分析了其动力学行为,搭建了更精确的分段仿射模型。在分段仿射模型基础上结合预测函数PID控制算法,设计了单路DC/DC变换器和并联DC/DC变换器的控制系统。对系统在负载跳变情况下的动态性能进行研究,具体内容如下:(1)简要介绍混杂系统、预测函数PID控制算法等基本理论,分析变换器的混杂特性并搭建分段仿射模型;结合预测函数PID控制算法,推导了最优控制量的表达式,设计了单个Buck变换器预测函数PID控制系统。(2)采用Matlab软件对单个Buck变换器的预测函数PID控制系统进行仿真研究,研究该控制系统在应对负载扰动时的鲁棒性和动态性能。(3)针对并联Buck变换器,将预测函数PID控制算法与主从均流法结合,设计了预测函数PID主从均流控制系统。采用Matlab软件对该系统进行仿真研究,测试系统在应对负载扰动时的性能。(4)采用数字控制芯片FPGA在硬件平台上对本文设计的控制系统进行实验研究,详细介绍了Buck变换器的预测函数PID算法、电压电流双闭环PI算法和并联Buck的预测函数PID主从均流算法、双闭环主从均流算法的流程图。在Quartus软件中设计了相关控制器。实验研究表明本文设计的控制系统是有效的。