电力系统的稳定性长期以来一直是科研人员关注的焦点，尤其是电力系统在遭受各种形式的干扰后能否快速恢复稳定，有关这方面的研究虽然取得了不少成果，但仍有许多问题有待于解决。本文将非线性大范围直接反馈(DFL)技术进行理论扩展后应用于电力系统暂态稳定分析，并用MATLAB做了仿真实验，结果证明了此种方法用于综合控制的有效性。 论文的主要研究工作和取得的成果如下： 分别比较了现有的励磁控制、汽门控制以及励磁与汽门综合控制的研究成果，浅析了非线性控制方法的发展和现状。在第三章中通过理论分析阐明了为什么结合汽门控制可以提高电力系统的暂态稳定性，进一步指出进行综合控制的必要性。 在介绍逆系统理论的基础上，详细介绍了DFL理论，通过比较阐明了DFL理论其本质是逆系统方法的一类，并结合具体课题推导出的模型方程将DFL理论进行了扩展，使之适应于电力系统这个强非线性对象。 通过参考大量的书籍文献推导出一套实用的可将大型汽轮发电机励磁与汽门综合起来进行控制的模型方程，此模型方程涵盖了电力系统中特别引人注目的几个量--转子角δ、转子转速ω、发电机q轴电势Eq、暂态电势E’q、有功功率Pe、机械功率Pm、汽门开度μ、机端电压Vt，在此基础上建立了实用的电力系统简化的数学模型，并将扩展的DFL理论应用于此模型系统，结合线性二次型最优控制理论设计出大型汽轮发电机的非线性综合控制器及机端电压最优控制器，通过仿真实验与采用常规的按电压偏差进行调节的比例式励磁控制器+汽门比例控制及采用常规的按电压偏差进行调节的比例式励磁调节器和基于二次型性能指标设计的最优快控汽门(考虑发电机的饱和因素)进行了对比，证实了采用此种控制器可以有效地提高电力系统的暂态稳定性，并且在电力系统遭受小干扰时同样具有良好的调节性能。 为了将理论与实践结合起来，对这种非线性综合控制器的实现在硬件和软件上进行了设想。