面对日益紧张的能源和生态环境问题，大力开拓可再生新能源势在必行。太阳能以其清洁安全、开发前景广泛等优点，成为各国研究的焦点。光伏水泵系统作为太阳能应用的重要领域，具有不消耗燃料、无污染、全自动以及可靠性高等许多优点，对节约能源有很大的意义。因此研究光伏水泵系统，具有社会、经济以及生态环境等多方面的重要意义。本文以光伏水泵控制系统为研究对象，通过研究其基本原理和结构，提出系统的控制策略并仿真验证，同时对系统的软硬件设计实现，最后研制一台实验样机，通过实验分析验证了系统设计的正确与合理性。首先介绍了光伏水泵系统的原理和机构，然后基于光伏阵列的特性分析建立了其仿真模型，并对比分析光伏水泵系统最大功率跟踪的常用控制方法，提出本系统采取的变步长控制算法，建立了系统MPPT控制器的仿真模型。同时为提高系统的能量转换效率，对系统输出的V-f曲线关系进行了优化和实现，使之与水泵特性曲线相适应。利用直接数字合成技术提出了一种适用于单片机的SVPWM工程算法，实现水泵电机的变压变频（VVVF）控制。接着设计并实现了光伏水泵控制系统的整体硬件结构，系统采用三相异步电机作为水泵驱动电机，以高性能的SPMC75F2413A为主控制单元。详细介绍了DC-DC推挽升压部分的硬件参数设计和选择方法，设计了DC-AC的硬件结构，并介绍了相应采样保护的电路原理。最后分析系统的控制策略，编写了系统控制的软件代码，包括SVPWM中断程序、MPPT算法程序、PI调节的频率给定实现以及保护程序等，并研制了一台实验样机进行实验结果分析，验证了所设计系统具有良好的控制性能和稳定性。论文最后对本课题的研究进行了总结，指出了其中的不足并对以后的研究工作做了进一步展望。