当今社会能源危机和环境恶化现象促使人们重新审视能源开发问题,新能源的开发和应用成为世界能源发展的必然趋势。其中太阳能具有资源丰富、无污染等显著的优势,成为最有潜力的新能源之一。我国幅员辽阔,太阳能丰富,在太阳能的开发利用上就有明显优势。现今,随着光伏技术的不断发展,生产成本的不断降低,光伏发电成为太阳能利用的重要手段之一。但是光伏发电系统依然存在一些问题有待解决,能量转化效率需进一步提高,控制方法也需改进和优化。因此,研究光伏发电相关控制问题具有重要意义。本文主要以独立光伏发电系统为研究对象,仿真研究了光伏阵列输出特性,改进了最大功率点跟踪控制算法,对蓄电池的充放电设计了相应的控制算法,并成功应用到实际光伏发电系统中；开发了简单易于实现的独立光伏发电系统,将光伏阵列产生的电能通过相应的控制策略给直流负载供电,并将多余电能储存在封闭式铅酸蓄电池中；通过仿真软件实时监控系统运行状态,可以发现本文设计的光伏系统进一步提高了系统转化效率,能够更有效的利用太阳能。本文首先按照光伏阵列的数学模型,利用MATLAB/Simulink库中的相应模块搭建了光伏阵列仿真模型,分析了光伏阵列输出特性与外界光照强度和温度的关系,为搭建实际系统提供了参考依据。其次,搭建了独立光伏发电系统硬件电路,主要由光伏阵列、buck电路、控制器、储能环节、负载、检测环节等组成。最后,利用dSPACE DS1104实时仿真平台与MATLAB,结合改进的跟踪控制算法,实现了系统的有效控制。在综合实验调试阶段,把检测环节采集到的系统相应电压电流参数作为控制器的输入量,输出量为buck电路占空比。利用dSPACE的实验软件ControlDESK监控系统各个参数,实时显示系统运行状态,调试结果表明本文设计的光伏系统可以稳定有效地运行。本文设计的独立光伏发电系统以实际应用为背景,硬件电路结构简单,易于实现,可直接接入直流负载工作；控制器采用dSPACE DS1104实时仿真平台,可与MATLAB实现无缝连接；通过RTI可将在Simulink中用框图实现的控制算法直接编译成C语言下载到DS1104硬件中,开发流程简单,程序编译和下载方便,可随时对程序参数进行调整改进,有效地缩短了开发周期；光伏发电系统的仿真研究,为实际应用提供理论依据；改进后的变步长干扰观察法可快速有效地跟踪最大功率点,并有效防止在跟踪稳定期内能量的损耗；利用仿真实验软件ControlDESK实时监控系统运行状态。系统能高效稳定运行,取得了较好的研究效果。