直流电压输入型变流器,主要包括逆变电路和直流斩波电路,被广泛应用于光伏并网、有源滤波、电动汽车以及电机驱动等工业领域。对于变流器控制的研究,主要集中在确保安全性和提高转换效率两方面,稳定性研究是安全性的基础。传统的变流器通常是基于平均值模型来设计稳定的控制器,该方法的不足之处是未考虑开关切换过程,这会导致快尺度不稳定,如分叉现象。而直流电压输入型变流器可以描述成切换速率受限的输入有限集系统,它是一类典型的切换系统。本课题旨在对此类系统,给出一种能保证实用稳定性的控制策略。提出一种占空比调制下,输入有限集(Finite Control Set,FCS)系统的实用稳定控制方法。对传统控制方法中忽略切换过程的不足,本文提出端点等价调制的方法,将占空比的实用稳定问题分解成为端点渐进稳定和分析中间切换过程以确定收敛边界两个子问题。首先分析不同变流器的模型特点,构建统一的模型,并凝练出两个共同的约束,输入有限集和切换速率受限;其次,根据不受切换约束的离散模型构造Lyapunov函数,使端点实现渐进稳定;然后,通过端点等价调制,消除输入为有限集的约束;最后,利用求解端点,实现反求实际的控制律。该方法实现了端点等价,所以在下一个控制时刻,系统在占空比调制下的输出与离散控制下的结果相同,间接解决了输入有限集的约束,为传统无输入受限系统的控制方法直接移植到输入受限系统提供了理论支撑。而且该方法考虑了切换过程,求取占空比的过程比PWM方法更加精确。推导出稳定性边界和拓扑参数的数学关系,提出一种开关切换优化策略。因为实现端点等价,所有的端点都趋近于平衡点,真实系统的实用稳定性边界(收敛域)将由非端点的偏差值决定。因此,在稳态情况下,本文推导出收敛域与输入、采样频率及电路参数之间的数学关系,并通过理论证明和仿真实验验证。此外,在实用稳定的控制基础上,本文提出一种切换优化策略,根据相邻周期开关的状态,调整功率管的动作顺序,在不影响控制效果的基础上,实现开关损耗减少一半,为变流器的优化,特别是控制效果优化和能量损耗减少提供理论基础。在工程上针对不同的直流电压输入型变流器设计控制器,验证所述的方法的有效性。对于DC-AC变流器,选取单相逆变器和三相逆变器,对于DC-DC变流器,选取Buck降压斩波电路和Buck-Boost升-降压斩波电路为研究对象,分别设计控制器,推导出收敛域和电路参数之间的数学模型,通过仿真验证所述方法满足实用稳定性的指标要求,单相逆变器和Buck变换器还进行了实验验证。而且分析表明传统的正弦脉宽调制(Sinusoidal Putse Width Modutation,SPWM)和伏秒平衡能保证实用稳定性控制。对于Buck-Boost非线性系统,本文对所述方法进行改进。使用连续平均模型来构造连续Lyapunov渐近稳定虚拟控制器,用来预测下一时刻的系统状态;再结合端点等价调制,推导出实际的实用稳定控制律,为其他类型变流器的实用稳定性研究提供新的思路。