课题首先从电感基本物理模型出发， 研究“理想电感+串联电阻” 电流模型在数字控制系统中的离散化表达方法， 分析不同采样周期和数值积分策略对电流计算精度和稳定性的影响， 形成适用于高速控制系统的电流参考生成方法。 在此基础上， 明确在不同 PWM 频率、 占空比及输入电压变化条件下的理想电感电流定义，建立零电压和停机工况下电流自然衰减的控制模型， 避免非物理意义的残余抖动。 围绕功率级被控对象， 课题将研究适用于电感模拟器的高带宽电流反馈控制结构， 重点分析单环电流控制与“理想电感模型外环+电流内环” 双环控制架构的适用性。

本项目旨在开发一款用于汽车低压控制器耐久性与可靠性测试的可编程电感模拟器。 传统测试方法采用真实电感负载， 存在切换不便、 无法模拟极端工况、 成本高、 效率低等问题。 本设备采用专用化功率硬件在环技术路线， 通过 RS485 通信设置电感（L） 与电阻（R） 参数， 实时求解电感方程 V(t)=L× di/dt+R× i， 并利用高精度电流闭环控制（目标精度± 0.005A） 跟踪目标电流波形， 从而模拟不同项目的感性负载。 关键技术包括高精度电流跟踪（± 5mA） 、 宽范围 L/R 比可调（0.05-20mH/Ω） 、智能零电流锁定。 最终交付完整的软件及文档。

提出了使用专用化的数字功率硬件在环(PHIL)来实现电感模拟器的方案。本文用高精度数字模型计算加高带宽变换器，在8V到17V宽电压范围内、0.5A到8A宽电流范围内、0.05mH到20mH宽电容范围内得到了感性负载伏安特性再现图。

求得“理想电感串联电阻”模型的前向欧拉离散化差分方程，对数值稳定性的条件做了严格理论分析，在1μs采样的情况下，前向欧拉法的稳定性裕度超过了千倍。创新性地提出了一个以“理想电感模型外环、电压前馈内环”的双环结构的控制器。

采用同步半桥Buck拓扑进行功率级硬件的全部设计。经过对非同步Buck、同步Buck和全桥拓扑的比较，证明了同步半桥Buck拓扑适合做四象限运行、高效率、低成本的最优选择。

把双环控制算法用标准MISRA-C嵌入式语言编写出来，最后给出了1MHz高速嵌入式系统的硬件结构设计。经过严格的Python黄金参考三方比对以及代码级闭环仿真后得出结论C代码逐拍偏差小于10nA、闭环仿真误差小于2.484mA，FPGA实现偏差在nA/nV量级。