随着经济发展，有限的煤、石油、天然气等化石能源已经无法满足人类的发展需要，为了避免能源危机出现，必须大力开发可再生的新能源。太阳能是可再生新能源之一，干净绿色，取之不尽，因此光伏发电也成为科学研究的热点。光伏电池的最大输出功率会随外部环境如光照度、温度变化而变化，而在每一种环境条件下都有唯一最大功率输出点。为了充分利用电池的发电潜能，提高利用率，减少材料、空间等资源浪费，必须在光伏发电系统中加入控制器，对输出进行最大功率点跟踪，使得光伏电池始终处在最大功率输出的状态，无论环境发生怎样的变化。本文将对光伏发电控制器的软件和硬件进行设计，并重点对最大功率跟踪算法进行研究。首先分析光伏发电的基本原理，用Matlab/Simulink软件建立光伏电池仿真模型，绘出电池的输出特性曲线并进行分析。然后对最大功率跟踪常用算法的原理及其优点、缺点进行分析，常用算法包括固定电压法、扰动观测法、增量电导法等。选用固定电压启动结合增量电导法的算法方案，提出跟踪步长与P-U曲线斜率成指数变化关系的步长优化方案，以及跟踪周期与跟踪步长成反比关系的变周期优化方案。为了使算法更适应快速变化的环境，提出三点跟踪优化方案。三点跟踪可以判断环境是否在变化，并在环境变化时避免误判，减少输出波动。为了检验算法的有效性，用Matlab语言结合仿真模型进行编程，对算法进行仿真分析。在仿真时，对新算法和传统算法、优化前后的算法进行比较。仿真结果表明算法有效可行。分析常用的太阳能控制器的电路原理，设计制作硬件电路，搭建150W的光伏发电硬件系统。对提出的新算法进行实验分析，结果表明新算法不但提高了系统最大功率跟踪的速度，也提高了系统的输出稳定性，在环境快速变化时反应灵敏且输出波动小。仿真和实验证明了算法的可行性和实用性，对以后光伏发电控制技术的研究具有参考意义。