本发明公开了一种开关电源Buck变换器高性能单环控制方法，包括：建立Buck变换器的状态空间平均模型；根据状态空间模型变换得到误差动态系统；根据误差动态系统构造高性能单环控制器；对高性能单环控制器进行参数整定；根据所述高性能单环控制器和PWM调制方法生成驱动信号，实现输出电压控制。本发明避免了现有非线性控制策略对虚拟变量求导造成系统失稳的问题，减小了计算负担，改善了系统控制性能，提高了输出电压的动态响应速度，输出电压响应速度快、精度高。