随着科技与社会的不断发展进步,人们对于电力电子装置输出的电能质量要求也是越来越高。特别是如今国家号召大力发展新能源,可将像风能、太阳能等可持续能源转化为电能供人们使用,然而这类能源存在各类干扰问题或者大范围波动问题。为了得到稳定且高质量的电能,开关电源的控制方法近年来成为了各学者研究的热点。相较于线性控制方法,非线性控制方法有着更好的鲁棒性和稳定性,其中无源性控制方法以其结构简单、实现容易加上鲁棒性强、稳定性高、动态性能好等优点而应用广泛。以Buck-Boost型DC-DC变换器作为研究对象,对无源性控制方法进行研究。无源性控制方法起源于网络理论以及物理其他相关分支学科,主要从能量的角度来设计控制器。基于无源性和耗散性的定义,结合其与稳定性的关联,根据端口受控的耗散哈密顿系统进行控制器设计。首先采用等效电路的方法对Buck-Boost变换器的基本工作原理进行详细分析,根据电感电流是否连续,推导出其两种工作模式,在此基础上建立了其在电感电流连续模式下的大信号模型、小信号模型和状态空间平均模型。为了得到更好性能的Buck-Boost变换器系统,首先将Buck-Boost变换器的数学模型变换为PCHD模型形式,采用互联与阻尼配置的无源控制方法,研究设计了基于PCHD模型的Buck-Boost变换器无源控制器,并验证其稳定性。然后运用Matlab/Simulink仿真软件检验该控制方法的有效性。针对基于PCHD模型的无源控制器中注入阻尼系数对系统的影响,分析其不同取值下的控制效果。设计一个新型二阶跟踪微分器,使注入阻尼系数平滑连续地变化,实现在系统启动时给定较大的注入阻尼系数加快收敛速度,而在系统接近稳态时给定较小的注入阻尼系数减小系统的稳态误差,得到基于PCHD模型的变阻尼无源控制器,进一步提升Buck-Boost变换器的动态性能和静态性能。最后根据设计的控制方案,以DSP为控制微处理器搭建了系统的实验平台,在CCS集成开发环境下根据所研究的控制算法进行软件编程,调试和下载程序。通过与恒阻尼无源控制实验比较,验证了变阻尼无源控制的优异性。