论文从反馈线性化和受控Lyapunov函数两方面讨论了一般的DAE控制系统设计，并将之应用于电力系统基于DAE模型的非线性控制器设计。 论文在理论方面进行的主要工作包括：1.建立了DAE控制系统的状态空间实现理论。该理论将输入输出解耦线性化等一些ODE的几何控制理论推广到DAE系统下。2.基于输出设计的思想，提出了仿射非线性系统的状态-动态-量测(SDM)混合反馈线性化设计方法。该方法融合了现代信号处理技术，使得非线性几何控制设计方法具有更强的工程实用性。3.对于半隐式DAE系统，根据Lyapunov稳定性理论研究了基于受控Lyapunov函数的镇定控制、逆最优控制和鲁棒控制问题。4.给出了具有DAE形式的广义Hamiltonian系统的镇定控制和H∞控制的设计方法，并研究了控制输入限幅对稳定控制及干扰抑制控制的影响。 实践是检验理论的标准，而应用是研究理论的目的。论文采用理论部分给出的SDM方法设计了水轮机调速系统的非线性控制器。数值仿真、动态模拟实验及工业现场模拟试验结果均表明，利用该方法设计的非线性优化控制器性能明显优于常规PID控制器，具有很强的工程实用性。论文采用SDM方法设计了超导储能系统(SMES)，用于提高电力系统暂态稳定性的非线性鲁棒控制器，数值仿真和动态模拟实验得到了明显优于常规PID控制器的效果。论文采用基于受控Lyapunov函数的方法，系统地研究了电力系统结构保留模型基于拓扑能量函数的一般控制设计方法，为已有的一些工作给出了统一的理论框架。论文采用基于广义Hamiltonian系统的方法，设计了水轮机励磁和调速协调控制律，并对干扰抑制水平、控制器参数的选取和考虑输入限幅的非光滑性质进行了讨论，数值仿真结果验证了控制策略的有效性。