发电机励磁控制技术的进步与控制理论的发展密切相关。本文将模型预测控制理论应用于同步发电机的励磁控制设计中,主要研究工作和取得的成果如下:介绍了发电机励磁控制系统在电力系统中的作用,总结了发电机励磁控制的研究成果以及发展和现状;介绍了预测控制理论的基本原理、特点和非线性系统的预测控制方法;本论文利用两种方法实现同步发电机的励磁预测控制:一是,利用经典的李雅普诺夫方法将同步发电机的非线性模型线性化,建立符合MATLAB模型预测控制工具箱要求的状态空间模型,然后使用模型预测控制工具箱仿真。二是,提出了一种新的非线性预测控制思路——分段逼近的控制策略。受到利用多边形无限逼近来计算圆面积的启示,我们将采样时间也进行相应地分段,只要分段数目足够多,每一小段只需要简单的预测,通过多段的滚动预测,就可以得到较为精确地预测值。仿真结果表明,这两种方法都能取得良好的控制效果。