电力系统是一类复杂的非线性动态系统。近年来,随着人们生产生活水平的不断提高,电力行业迅猛发展,电力系统单机容量不断增加,网络结构日益复杂,这不利于电力系统的稳定运行。此前,频频发生的大停电事故,使得世界各国对电力系统的稳定性问题都相当重视。电力系统主要由动力环节、发电环节、输电环节以及配电环节构成,其中动力环节和发电环节是整个电力系统中起主导作用的环节,其控制效果的好坏,直接影响到整个电力系统的暂态特性以及稳态特性。因此,对于汽轮发电机而言,主要的控制问题包括汽门开度控制和发电机励磁控制。本文综合考虑以上控制问题,基于back-stepping方法研究了励磁与汽门开度的协调控制问题。具体工作归纳如下：第1章,简要地描述了励磁与汽门协调控制问题,非线性控制方法及其在这一问题上的应用现状以及本文的主要工作。第2章,建立汽轮发电机励磁与汽门开度协调控制系统模型,该模型同时考虑了以下问题：系统内部多参数不确定性以及系统所受到的各种外部干扰,系统主汽门与快关汽门的全程控制,汽门控制量的幅值约束。第3章,基于back-stepping方法,针对含有多参数不确定性以及外部干扰的非线性系统,结合切换系统的控制思想发展了鲁棒自适应控制方法,并将该方法应用到汽轮发电机励磁与汽门开度协调控制系统模型中,通过仿真研究了设计参数对控制效果的影响,理论分析和仿真结果都证明了设计方案的有效性。第4章,研究一类含有多参数不确定性以及外部干扰的非线性系统的协调无源控制方法,并将其应用到汽轮发电机励磁与汽门开度协调控制系统模型中,通过仿真研究了设计参数对控制效果的影响,理论分析和仿真结果都证明了设计方案的有效性,最后分析了协调无源性控制器在实际应用中的优势。论文的第5章是结论与对下一步工作的展望。