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同步发电机励磁控制系统是电力系统控制的重要部分,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、维护系统运行稳定性等作用。本文在详细分析同步发电机励磁控制的原理的基础上,建立了同步发电机励磁控制系统的数学模型和以状态方程表示的单机无穷大系统的数学模型,根据最优控制器设计需要选择二次型性能指标,推导出闭环控制系统最优控制规律的方程,和线性时变系统或线性定常系统在采用二次型性能指标情况下的最优化条件,给出新型最优控制系统的设计方法和步骤,并用于内蒙古电网的安全稳定分析,从而证明该最优励磁控制的正确性。