DC／DC开关变换器是一种时变非线性系统。其主要的稳定性分析和控制器的设计方法是基于状态空间平均法。该方法经过简化后只需考虑平均过程，也就是系统的慢动态状态变量。因此，该方法在小信号扰动条件下可以获得性能良好的控制器。本文将非线性系统理论应用到DC／DC开关变换器的建模与控制中，提高系统的控制性能。在对DC／DC开关变换器建模及控制方法的现状和发展趋势进行深入分析的基础上，首先从工程实践的角度出发，基于二次型最优化理论，对PWM型DC／DC开关变换器PID控制参数进行优化整定设计。通过引入增广矩阵，推导了DC／DC开关变换器无静差跟踪控制系统模型；在目标函数的构成参量和形式确定之后，通过选取适当的加权矩阵，实现系统的无超调动态响应。其次，将DC／DC开关变换器的小信号模型归结为一类不确定参数系统，针对变换器常见的输入电源电压扰动和负载电阻扰动，应用一种新的鲁棒最优控制器，有效地抑制扰动，满足系统的跟踪性能，将建模和控制器的设计紧密结合。最后，从切换线性系统理论及无源系统理论角度，建立了DC／DC开关变换器的切换仿射线性系统模型，由切换仿射系统的二次稳定性定理划分各切换子系统的运行区域，构造切换律，控制DC／DC开关变换器系统达到二次稳定。