本发明提供了交流输出电压升/降可调的双级矩阵变换器及其控制方法，包括依次连接的三相交流电源、电源侧滤波电感、直流输出电路、电压型整流器、电流型逆变器、三相交流负载、直流负载侧滤波器通过并联一个直流输出电路来实现调节输出交流电压可调的功能；这种结构的控制方法采用比例‑积分控制法，采集系统的电压和电流信号，并产生逆变器各个开关的PWM驱动信号的实现步骤；本发明能够同时输出交流电压和直流电压，在分布式发电系统等应用场合中能够实现交/直流输出一体化运行，对减轻系统体积和重量有较大帮助；而且交流输出电压幅值既可大于又可小于交流输入电源电压幅值，突破了现有双级式矩阵变换器系统结构只能实现升压或者降压变换的局限性。