同步发电机分散非线性控制对于提高整个电力系统的暂态稳定性具有重要意义，一直受到人们的重视，不过目前尚存在一些问题需要进一步的研究。为此，针对同步发电机分散非线性控制中存在的一些不完善的地方，在国家自然科学基金的资助下，本文取得研究成果如下： (1)通过分析发电机内部不直接可测变量与发电机本地可测变量的关系，给出了发电机内部不直接可测变量转化为发电机本地可测变量的基本思路及具体步骤，并以此为基础，根据发电机模型的定义，通过严格数学推导，在没有作任何近似和简化的情况下，详细研究了发电机三阶和四阶实用模型中的不直接可测变量转化问题，给出一套解决方案。 (2)对采用高阶模型的同步发电机分散非线性控制进行了研究。通过理论分析和仿真比较基于不同模型的发电机非线性控制器性能的差异，对在设计同步发电机非线性控制器时选择何种复杂程度的模型进行了初步的探讨，指出采用发电机四阶实用模型是较为合适的，并给出了采用四阶实用模型的发电机励磁控制器、励磁与汽门综合控制器的详细设计过程。由于本文采用神经网络逆系统控制方法，可以有效克服解析式非线性控制方法对系统模型和参数的强依赖性问题。 (3)同时，本文通过对一个典型的两区域四机电力系统，使用MATLAB软件对有关研究工作进行了计算机数字仿真，并验证了所设计的非线性控制器的有效性。