针对恒功率负载所具有的负阻抗特性给系统带来的不稳定性和PID控制器参数难以整定的问题，首先建立了带恒功率负载的BUCK变换器的小信号模型，分析了系统的稳定性，给出了PID参数的稳定域。其次设计了PID控制器，基于ITAE（Integral Time Absolute Error）指标，采用最佳标准化传递函数系数来整定PID参数。接着分析了系统的特征根灵敏度，讨论了参数变化对系统稳定性的影响程度。最后通过一台75W的原理样机对其控制效果进行验证，实验结果表明：所设计的控制器使得系统具有良好的动态和稳定性能。