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励磁控制系统有利于提高输电系统的微动态稳定性及改善动态品质，但效果受限于强行励磁顶值倍数与励磁电流上升速度。研究表明，快速汽门调速控制能够克服励磁控制的不足。针对汽轮发电机组多输入多输出非线性控制系统提出了发电机励磁与汽门协调非线性最优控制器，其将非线性控制系统的全部控制目标转换到线性空间中，在性能指标中约束全部控制目标，因而推导的控制律包含所有控制目标的反馈信息。仿真结果表明：在该控制律的作用下发电机具有良好的电压与汽门调节特性，能够大幅度提高系统静态稳定性，改善系统的动态响应，有效抑制低频振荡，具有良