在电力系统的运行中,维持发电机端电压,提高和保证同步发电机运行的稳定性,都是保证电力系统安全、经济运行的基本条件。同步发电机励磁控制系统是电力系统控制的重要组成部分,它能够起到减小电压波动、平衡无功功率分配、提高系统抗干扰性、维护系统稳定运行等重要的作用,对励磁控制的研究具有重要意义。首先,本文以机端电压阶跃响应曲线的ITSE指标为优化指标,SIMULINK平台计算适应度函数,应用MATLAB遗传算法工具箱对励磁系统进行PID参数优化,并通过算例证明其有效性。其次,深入研究了直直斩波电路的控制原理,并在当前广泛应用的自并励励磁系统的基础上设计了一种新型数字式励磁调节器,在该装置中,发电机端电压先经过不可控整流模块整流滤波得到直流电压,再经过直直斩波电路通过改变导通占空比得到可控的直流电压供给励磁绕组,提供励磁电流。最后,以LM3S818处理器为控制核心,在IAR Embedded Workbench嵌入式系统开发环境中编程实现励磁控制系统的各模块功能,并结合硬件电路试验调试,记录分析相应的调试结果,验证装置的有效性。本装置最大的优点是克服了传统晶闸管所采用的相控技术中对时序要求严格的缺陷；缺点是此励磁系统功率受IGBT功率限制,但在分布式电力系统迅速发展的今天,中小型励磁装置的研究有其现实意义。