近年来,直流微电网凭借其功率调节能力灵活、变换器控制简单以及效率高等优点成为国内外的研究热点。其中,DC-DC变换器作为分布式电源和直流微电网之间的关键接口装置,主要提供电压/电流调节以确保直流微电网的稳定。然而,当DC-DC变换器负载在严格控制时表现为恒定功率负载（CPL）,其具有负增量阻抗特性,会降低系统阻尼,进而导致直流母线电压崩溃;同时,当变换器并联运行时,各台变换器之间的线路阻抗存在差异,会导致变换器系统之间电流分配精度降低。因此,本文以解决上述两类问题为目标,以非线性控制理论为基础,从控制器设计、稳定性分析、仿真及RT-LAB实验验证等方面展开深入研究,进而实现直流微电网中变换器的协调稳定运行。首先,分析了CPL的负增量阻抗特性对直流微电网系统的不利影响。建立了带CPL的直流Boost变换器数学模型,深入探讨了其连续导通模式下的工作原理以及小信号模型,并通过开环仿真验证了CPL占主导时系统不稳定性的问题。同时,构建了考虑线路阻抗的并联Boost变换器系统数学模型,阐述了因线路阻抗不同引起的电流精度分配不均问题。为后续控制器设计提供了基本的变换器数学模型。其次,针对直流微电网系统中带CPL的Boost变换器不稳定问题,本文提出了一种基于有限时间扰动观测器（FTDO）的复合无源控制策略。引入了FTDO来精确估计输入电压或者负载波动时系统的扰动值,提高了系统的动态性能。设计了无源控制器（PBC）来消除因CPL的负增益阻抗特性带来的不利影响,提高了系统的稳态性能。通过前馈通道将FTDO的观测值补偿到PBC控制器中,两者并行工作保证了系统的全局稳定。通过与其它控制策略的仿真对比,证明了复合无源控制策略具有快速动态响应和在较宽工作范围内精确跟踪系统扰动的优点。再次,针对线路阻抗差异会降低并联Boost变换器系统输出电流分配精度问题,本文在传统下垂控制策略的基础上,提出了一种改进下垂协调控制策略。该方法内环采用了Boost变换器的复合无源控制,保证了单个变换器系统的稳定运行;而外环采用了改进下垂协调控制,主要包括电流与电压调整两部分。通过与传统下垂控制的仿真对比,证明了系统无论处于静态还是受到扰动,改进下垂协调控制策略既能保证并联变换器之间的电流精确分配,也能确保直流母线电压不降落。最后,搭建了基于RT-LAB的硬件在环（HIL）与小功率实验平台,进一步验证了本文所提出的带CPL的直流Boost变换器复合无源控制以及并联Boost变换器的协调稳定控制这两种新型控制策略的实用性。