现代电子设备对于供电电源的要求日益严格。高效、轻便、稳定的开关电源应用日益广泛。直流变换器属于开关电源中重要的一种,其作用在于将不稳定直流电压变换为稳定可控的直流电压。近年来许多针对直流变换器的控制算法被提出。大多数控制算法针对供电负载变动和输入电压波动的干扰设计控制器,保证系统的快速响应同时实现稳定输出。本文针对直流变换器中存在的干扰问题,设计相应的控制器,完成的主要工作如下:首先,概述直流变换器的背景意义,发展过程和国内外研究现状,并简述了本次研究中使用的一些基础理论、重要定理和求解方法等。其次,本文以直流变换器中的Buck降压变换器为例。使用状态空间平均建模法建立其状态空间平均模型。利用模型线性化的处理方法得到Buck变换器线性状态空间平均模型。在线性模型的基础上引入伺服补偿器,通过伺服补偿器与被控对象的串联得到增广被控对象,从而实现系统的零静差跟踪。设计基于LQR的动态输出反馈的保性能控制器,利用线性矩阵不等式约束系统的极点位置、收敛速度等参数。使用MATLAB工具箱求解线性矩阵不等式得出控制器参数。最后,对加入控制器的闭环系统进行仿真研究。主要针对输入电压存在的弦函数干扰、电压跳变和高频脉冲干扰情况下的系统响应。同时对于系统运行过程中负载变换和电路参数发生摄动进行仿真。根据仿真结果分析系统的抗干扰能力和鲁棒性。通过调节QR矩阵实现对于偏差信号和控制量占空比的约束,通过约束对系统的控制信号即占空比进行优化,保证占空比在可行范围内。仿真结果表明控制系统可以实现零静差跟踪,并且响应迅速且稳定性好。