变速恒频系统在机载电源系统中应用很广泛，但是目前的变速恒频系统存在着大电容储能环节和体积重量大等缺点。矩阵变换器以其无中间直流环节、输入功率因数可调等优点受到了国内外学者越来越多的关注。本文对基于输入电流相角补偿控制的三相-单相矩阵变换器应用于机载电源系统进行了研究，并进行了仿真分析和实验验证。本文首先对三相-单相矩阵变换器的前级虚拟整流区和后级虚拟逆变区的调制策略进行简单介绍。着重介绍了输入电流相角补偿控制的原理，分析研究了网侧输入电流与主电路侧输入电流相位差的解算方法，通过补偿输入电流相角使输入电压和电流达到同相位的效果，达到减小输入无功功率的目的。并利用公式推导出了补偿输入电流相角与最大电压传输比的关系。采用模糊控制实现对三相-单相矩阵变换器输出电压有效值的闭环控制。利用Matlab仿真软件搭建了闭环控制系统的仿真模型，分别对基于输入电流相角补偿控制的三相-单相矩阵变换器系统动静态条件下进行了仿真分析，对传统PI控制和模糊控制的效果进行了比较分析。详细介绍了三相-单相矩阵变换器闭环控制系统的设计，包括硬件电路和软件编程设计。硬件电路设计主要介绍了电压、电流采样调理电路设计和过流保护电路设计。系统软件编程主要是在数字信号处理器（DSP）和复杂可编程逻辑控制器（CPLD）中完成，DSP负责实现闭环控制和占空比计算等功能，CPLD实现开关信号的译码转换等功能。最后，在系统原理样机上对采用模糊控制的闭环系统进行了实验测试和分析，结果表明该系统运行良好，采用电流相角补偿之后，输入电压和电流达到了同相位，验证了本系统采用的对输出电压有效值进行模糊闭环控制的有效性和正确性。