当今世界，太阳能是可再生能源开发的主要领域之一，其主要利用方式为光伏发电。在光伏发电系统的研发过程中，用光伏电池模拟器代替真实光伏电池进行实验，可以大大缩短研发周期，降低研发成本，提高研发效率和结果的可信性。因此，光伏电池模拟器已成为光伏发电领域的重要研究内容之一。本文根据其等效电路，详细阐述了光伏电池的工作原理，并介绍了光伏电池工程数学模型。利用工程数学模型，在MATLAB中建立了光伏电池仿真模型，对光伏电池在标准测试条件和一般工况下的V-I、V-P输出特性进行了仿真，并分析了光照强度和环境温度对光伏电池输出特性的影响，为之后的模拟器系统研究奠定基础。本文选用TI公司的TMS320F2812DSP芯片作为系统的控制器，设计了一个光伏电池模拟器实验平台，其主电路采用BUCK拓扑结构。详细阐述了模拟器系统硬件电路的工作原理，并完成了参数计算和器件选型。根据硬件电路的设计要求，完成了系统的软件设计，给出了系统主要程序的流程图。本文仔细分析和研究了几种光伏电池模拟器传统控制算法，并指出了它们各自的优缺点。针对传统控制算法的不足，本文基于模糊理论研究了光伏电池模拟器的模糊控制算法。该控制算法将模拟器负载电流与光伏电池参考电流的误差及其误差变化量作为模糊控制器的两个输入量，输出量为主电路开关管的占空比增量。通过改变主电路开关管的占空比，调整模拟器的工作状态，模拟器工作点将逐步逼近光伏电池参考工作点，从而实现对光伏电池输出特性的模拟。为了验证模糊控制算法的有效性，本文建立了MATLAB仿真电路和模拟器实验平台。通过MATLAB仿真和实物实验，测试了模拟器的静态特性和动态特性，并与传统控制算法进行了对比实验，详细分析了实验得到的数据。实验结果表明本文提出的模糊控制算法能实现各种环境条件下光伏电池输出特性的模拟，比传统控制算法在追踪速度、准确性和稳定性上有较大的提高。