1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目的：了解同步发电机的非线性控制原理，用精确线性化方法设计励磁控制器。研究两种不同的励磁控制方式即最优励磁控制与传统pid控制，将设计出的两种励磁控制器用matlab进行仿真比较，从而证实最优控制器的稳定性与实用性并得出其控制规律。

意义：目前，随着电力工业的迅猛发展，电力系统的规模对于促进经济发展显得越来越重要。由于电力系统大多数是非线性系统，为了能够确保电力系统的稳定性，我们需要研究更多非线性系统控制器来推动现代电力系统的发展。

1、从实用角度来看，非线性系统完全精确线性化不能很好的改善系统的稳定性，因此采用部分精确线性化的方法结合最优控制的思想设计控制器更具有实际意义。同时又设计了基于pid理论的励磁控制器，两者对比更能凸显最优励磁控制器的实用性。

2. 研究的基本内容

本文针对同步发电机的励磁控制，研究了非线性系统几何理论应用于微分代数系统的控制与方法，提出了应用于微分代数系统的精确线性化技术方法和理论，并通过求非线性微分方程的最优控制解来设计非线性最优励磁控制器，同时根据同步发电机单机无穷大模型的状态空间方程来研究并设计励磁pid控制器，进一步拓展了非线性系统理论的范围，具有重要的理论和实际意义。

研究内容主要包括：

1）了解同步发电机非线性励磁系统的模型。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：首先自己了解同步发电机励磁控制的相关内容，非线性最优控制器和pid控制器的设计原理，同时掌握mtlab的仿真知识。其后，用掌握的理论来设计两种非线性励磁控制器，结合老师的指导利用matlab仿真软件来完成仿真实验并得出相应结果，在对此课题的研究中，学会熟练使用matlab仿真软件，掌握非线性励磁控制器的设计。培养自己在工作中的独立能力，以便在今后的学习工作中更快的提升自我。

进度： 3月25日-4月10日 论文开题报告写完并找到论文相关资料

4月10日-4月30日 初步完成论文内容、仿真软件的运行和程序的编写。

4. 参考文献

[1] 刘取.电力系统稳定性及发电机励磁控制[m].北京:中国电力出版社,2007.

[2] 胡寿松,王执铨,胡维礼编著.最优控制理论与系统[m].北京:科学出版社,2005

[3] 张秀华,张庆灵.非线性微分代数系统的控制理论与应用[m].北京:科学出版社, 2007.