大型同步发电机励磁系统作为电力系统中重要的组成部分,其性能好坏直接决定着电力系统是否可靠和稳定。但该控制系统内部比较复杂,传递函数与设备参数的确定需经过大量的数学推导与实际工况的分析。现阶段,对于励磁调节器的参数最终整定是在真实机组上完成的,这种方式往往试验成本高,工况种类单一。同时,某些试验如涉及系统的短路故障试验和系统稳定性试验等在实际中是无法实现的。由此,本文提出一种以半实物仿真的方式验证实际励磁装置控制算法是否正确、保护功能是否完善。在半实物仿真过程中,励磁调节器为真实存在的实物,其余部分为虚拟的数学模型。本文围绕半实物实时仿真系统设计,重点对所建立模型的准确性,系统的实时性,模型生成代码的移植与优化以及硬件平台的功能需求进行研究。相比于其它半实物仿真平台,本文所设计的系统实时性更强,模型建立的精确度更高。为正确模拟大型同步发电机工况,本分首先对同步发电机较为详细的九阶数学模型进行分析研究。从同步发电机原始方程出发,通过对标幺值系统的选取规则的详细分析,得到十分简洁的数学模型。再通过分析数学模型与实用参数间的关系,确立其仿真模型参数。其次,为了完善电力系统并验证同步发电机模型的正确性,建立原动机与调速器、励磁调节器及负荷等仿真模型构成整个电力系统的仿真。其中,采用典型励磁系统模型模拟励磁调节器,功频电液调速器模型来模拟原动机及调速器,负荷为双回路供电的单机—无穷大电网系统。通过与simulink内置模型进行仿真对比,验证了模型的准确性。最后,搭建了基于TMS320C6657型DSP的半实物实时仿真系统实验平台。本文着重分析了硬件平台的各项技术指标,讨论了该系统实时性的解决方案,包括控制器选型及对模型生成的代码的优化方案。通过半实物仿真实验,验证了该系统在较低的仿真步长下实现闭环调节,并且具有很强的实时性,实现了预期功能。