直流降压变换器是一种快速地将高幅值直流电压转换为负载需求的低幅值直流电压的直流电压转换装置,而且具有电路实现简单、功率传递效率高和电子元件少等诸多优点。因此,在消费类电子、通信设备、工业应用、军工和安防等领域得到了非常广泛的应用。同时,随着高新技术领域市场的需求,对降压变换器的性能也提出了更高的要求。另外,降压变换器系统是具有分数阶微积分性质的非线性切换系统,参数变化和负载突变,以及外部扰动都容易导致系统的响应性能和抗扰动能力较差。所以,为了使降压变换器系统获得快速的响应性能和鲁棒性,本文为降压变换器设计了分数阶终端滑模控制器。本文的主要研究内容如下:首先,针对于脉冲宽度调制和滞环调制直流降压变换器,分别建立了整数阶数学模型。但是,由于电感和电容是具有分数阶特性元件的事实,所以降压变换器是分数阶控制系统。因此,分别建立了两种调制下的分数阶数学模型。同时,利用MATLAB/Simulink仿真软件对直流降压变换器的整数阶数学模型和分数阶数学模型分别进行了仿真实验,并且通过对两种模型仿真结果进行对比和分析,验证了直流降压变换器的分数阶数学模型的必要性。其次,利用滑模变结构控制方法具有滑动模态不变性和强鲁棒性等优点,为脉冲宽度调制直流降压变换器的分数阶控制系统设计了分数阶终端滑模控制器。通过理论推导和仿真分析,证明了该控制器使得脉冲宽度调制直流降压变换器电路的输出电压能够在有限的时间内收敛到期望的输出电压,有效地抑制了输出电压的纹波。同时,对电路系统存在外部扰动和负载突变情形的仿真分析也验证了所设计的分数阶控制器也具有滑动模态不变性和强鲁棒性的特点。再次,为了克服滞环调制直流降压变换器的开关频率趋于无穷大的问题,本文分别设计了分数阶滑模控制器和分数阶终端滑模控制器。通过对两种不同控制器的比较和分析,证明了分数阶终端滑模控制器能够使得直流降压变换器电路获得更好的动态性能和稳态性能。同时,在终端环节的作用下,降压变换器电路具有更好的鲁棒性,有效地削弱了控制器的抖振。最后,对全文的工作进行了总结,并对未来的研究方向做出展望。