随着智能电网和可再生能源系统的发展，作为电力接口的电力电子变换器涉及从发电、储电、输电到用电的诸多电能应用领域。电力电子变换器系统提供电能的质量直接影响到各类工业生产的效率和性能，具有举足轻重的作用。由于电力电子变换器系统本质上是一类控制量和状态耦合的非线性系统，对这类系统的控制设计属于挑战性难题。除此之外，在实际应用过程中，恶劣的应用环境，模型参数的不确定性，外部时变干扰，开关非线性等因素都会对系统性能产生严重影响。由于传统的线性控制方法已经无法满足越来越高的性能要求，研究更为先进的电力电子变换器系统控制算法已经成为提升系统性能的关键，具有重要的理论和实际意义。
　　本文针对典型的电力电子变换器系统(包括DC-DC变换器和DC-AC逆变器)，考虑不匹配时变干扰影响下的输出电压调节问题和无电流传感器控制问题，设计基于反步控制、滑模控制、非光滑控制等先进控制算法和主动抗干扰控制相结合的复合控制策略，并进行仿真和实验验证。研究结果表明所设计的控制方案能有效提升系统的动态响应、稳态精度、抗干扰能力以及传感器故障下的鲁棒性。论文的主要工作概述如下：
　　一、针对不匹配时变干扰影响下的DC-DC变换器系统，提出了基于广义比例积分观测器的复合反步控制方案。首先，考虑DC-DC变换器系统时变输入电压干扰和负载突变干扰等影响因素，通过设计广义比例积分观测器对变换器系统中的集总干扰进行精确估计。然后，将干扰的估计信息引入到反步控制的设计过程中，实现对于干扰的精确补偿。最终，形成了一种复合鲁棒控制方案。本章进行了实验验证，结果表明所提出的复合控制方案能有效增强系统的抗干扰能力，在变换器电压稳态精度方面提升明显。
　　二、针对多源时变干扰影响下的DC-DC变换器系统，研究其无电流传感器有限时间控制策略。考虑到上一章节的研究结果实现了电压跟踪误差的渐近收敛。本章综合考虑了传统滑模非连续控制器导致的输出电压稳态精度低、开关损耗大的干扰因素，设计了一种基于递归思想的通用有限时间观测器，实现了电流信息和集总干扰的精确估计。然后，基于DC-DC变换器系统，设计了连续非奇异终端滑模控制方法。最后，基于上述设计的有限时间观测器和反馈控制器，得到了相应的无电流传感器有限时间复合控制策略，实现了电压误差的有限时间收敛。本章对闭环系统进行了严格的稳定性分析。与传统的渐近控制方案相比，多种测试工况下的实验结果表明所提出的方案可为变换器系统提供更快的动态响应速度和更高的稳态精度。
　　三、针对多源时变干扰影响下的DC-DC变换器系统，研究其数字化控制技术，提出了不匹配干扰下的离散时间快速终端滑模控制方案。首先，通过欧拉离散化方法，得到变换器离散时间模型。然后，利用延迟估计干扰观测方法得到集总干扰的近似估计信息。将干扰信息引入离散时间快速终端滑模面的设计中，最终可以得到本章所提出的离散时间快速终端滑模控制器，实现不匹配干扰情况下输出电压的精确控制。通过严格的分析，可以发现与现有的线性离散滑模控制方法相比，尤其是在不匹配干扰存在的情况下，所提出的方法可以使闭环系统获得更高的电压跟踪精度和更快的动态响应速度。仿真和实验结果验证了所提出的离散时间快速终端滑模在不同工况下的有效性。
　　四、针对并网DC-AC逆变器系统中负载突变引起的不匹配周期性干扰问题，本章提出了基于谐波干扰观测器的鲁棒控制方案。首先，本章利用逆变器的标称模型设计基准状态控制器。然后，利用周期性干扰的内模信息，设计实现了一种谐波观测器对周期性干扰进行精确估计。最后，基于所设计的谐波观测器提供的干扰估计信息，本章通过构造新的干扰补偿增益，形成复合鲁棒控制方案，消除输出电压通道的不匹配干扰的影响，并针对闭环系统给出了严格的稳定性分析。所提出的复合鲁棒控制方案具有设计简单、易于实现的优点。实验结果表明，基于谐波观测器的鲁棒控制方案，能够有效消除负载波动引起的周期性干扰，提升逆变器输出电压电能质量等性能指标。
　　五、针对DC-AC逆变器系统，研究其无电流传感器滑模控制方案。首先，考虑负载突变引起的非匹配周期性干扰等因素的影响，同时为降低系统成本，设计一种基准的通用状态和干扰观测器，实现在负载干扰的情况下电流信息的精确估计。然后，将估计获得的负载干扰和电流信息引入修正后的滑模面中，得到复合滑模控制器。最后，为抑制高次谐波的影响，根据需求对基准的通用状态和干扰观测器进行拓展，可得到综合抑制多种谐波干扰的无电流滑模控制器。所提的研究方案能够有效消除不匹配周期性负载干扰的影响，保证闭环系统的稳定性。实验结果验证了所提出的无电流传感器复合控制策略十分有效，为系统提供了可靠的无电流传感器运行模式。