Buck变换器系统结构随着开关管的通断发生周期性变化,合理的控制策略是保障系统良好性能的基础。本文主要进行了滑模控制理论在Buck变换器中的应用研究。首先,基于基尔霍夫电路定律,通过引入控制量,根据开关管的通断状态,建立Buck变换器系统的统一微分方程。并建立了Buck变换器一阶滑模控制器,并推导出不同开关状态下的稳定调压条件。对涉及到的稳定性、开关频率和控制器参数整定问题进行机理研究,揭示了控制系统各非线性环节之间的数学影响关系。其次,基于Buck变换器等效控制闭环系统,对非奇异终端滑模控制系统相轨迹特性进行了研究。在相平面内,考虑了不同的系统初始状态影响下的系统状态相轨迹及其分布规律。分析了系统初始状态对系统到达阶段的影响,探讨了系统状态运动到滑模面所用时间的估算方法,并推导出Buck变换器输出电压响应时间的数学表达式。然后,针对Buck变换器非奇异终端滑模控制系统,应用了单值改进策略。通过设置限制条件,限制滑模面高阶变量符号,在滑模面及系统变量收敛过程中,只保留高阶变量的正向数值,从而简化了系统运算,提升了系统的响应速度与鲁棒性。对所提改进策略,给出了稳定性证明,并考虑输入电压、负载的扰动,进行了仿真和实验分析,验证了改进策略的有效性。最后,应用全阶滑模控制方法解决了现有滑模控制存在的微分求取、高频抖振等问题,并对控制器进行了改进。针对二阶Buck变换器系统,设计了新型全阶滑模面和鲁棒控制律,并给出了稳定性证明。通过消除控制量抖振,提升了系统性能。并基于单值改进策略对Buck全阶滑模控制器进行改进,提高了Buck变换器输出质量。