低压大电流一体化同步发电机因具有功率密度高、体积小、节能省电的优点被广泛应用在舰船、能源以及工业等多个领域。而整流模块作为低压大电流一体化同步发电机直流输出系统的关键模块,也是一个非线性时变系统,其在运行过程中易受外界干扰和参数变化的影响。因此,整流控制策略成为现如今各大领域的研究重点。首先,本文以一种每槽只有半匝线圈的新型一体化同步发电机为研究对象,从发电机的本体结构以及驱动方式两方面出发,对其工作原理进行了阐述。深入研究一体化直流输出系统中整流模块所采用的脉宽调制（PWM）整流器拓扑结构,并依据等效电路在三相静止坐标系下建立整流系统的数学模型,对不同开关模式下的系统模型进行分析,得出开关函数与输出电压的关系。为了简化控制系统的设计过程,通过坐标变换,将三相静止坐标系下整流系统的数学模型转换到两相旋转坐标系中。其次,针对低压大电流整流系统的非线性特性,本文提出了基于非线性前馈PID算法的双闭环控制系统。其中,非线性PID算法采用“扰动前馈补偿”的控制思想,实现扰动信息的合理细化,同时,将扰动信息补偿到控制系统中实现扰动消除。但针对非线性系统,该算法跟踪输入信号的速度较慢。深入研究前馈控制算法的基本思想,将其引入到非线性PID算法中。通过开环与闭环的融合,实现对整流系统控制算法的优化,有效提高了系统的自适应性和鲁棒性,确保低压大电流直流输出系统实现稳定的输出。基于非线性前馈PID算法的原理,完成非线性跟踪微分器数学模型的搭建;依据控制系统的结构框图,给出非线性组合的数学模型及功能描述;分析了非线性跟踪微分器及非线性组合中参数的整定方式,基于非线性前馈PID算法对双闭环控制系统进行了重建。最后,为了验证本文所提的非线性前馈PID算法在低压大电流整流系统中的有效性。在Matlab/Simulink软件中对低压大电流整流模块以及控制系统的仿真模型进行了搭建。仿真结果表明,在非线性前馈PID算法的控制下,整流系统具有良好的动态响应特性、抗干扰能力以及鲁棒性,且能够在单位功率因数下持续稳定运行。实验搭建了低压大电流一体化同步发电机直流输出系统实验平台,并将非线性前馈PID算法应用到整流模块中进行实验,实验结果与仿真基本一致,验证了本文所提控制算法在实际应用中的可行性。