双级矩阵变换器作为一种新型的直接交交变换功率变换器，具有结构紧凑、输入功率因数可调、能量可双向流动、可同时得到正弦的输入电流和输出电压等优点。较传统交直交变换器，利用双级矩阵变换器四象限运行的特点，将其用于起动发电系统，可提高系统的功率密度及可靠性。本文主要对基于双级矩阵变换器的起动发电系统的发电控制策略进行研究。本文首先介绍了双级矩阵变换器的拓扑结构及调制方法，包括双空间矢量调制方法和载波调制方法；针对输入功率因数角变化时直流侧可能出现负压的问题，提出一种改进的的载波调制方法，拓宽了输入功率因数角可调节的范围。为改善起动发电系统发电时输出电能的质量，对输出电压采用了闭环控制方法；为提高变频条件下发电机的发电效率，采取使双级矩阵变换器整流级工作在无功补偿的模式，并提出一种通过瞬时无功功率闭环对输入侧的功率因数进行控制的方法，从而使电机在发电时仅提供有功功率。文中建立了系统发电时的MATLAB/Simulink模型，并进行了仿真研究，验证了改进载波调制方法、输出电压控制方法、输入无功功率控制方法的正确性和有效性。最后本文设计并调试了一套基于DSP和CPLD组合的双级矩阵变换器的实验平台，详细介绍了系统平台的软硬件设计过程，并通过有关实验进行了实验研究，验证了本文的研究内容。