随着现代电力系统的规模越来越大,引起大容量发电机组的增多,并向超临界化方向发展,也造成了包括机组安全运行与系统安全运行间的协调、电压崩溃、电力系统运行稳定性等问题。同步发电机励磁系统,具有保持电机端电压恒定的作用,有着广泛的研究价值。近代以来,预测控制理论在电力系统中应用越来越广泛,其中具有良好的控制性能和鲁棒性能的广义预测控制(GPC)被经常使用在电力系统稳定器(PSS)设计、工业过程控制、具有可控的串联补偿(TCSC)、发电机励磁系统控制等方面。论文首先结合国内励磁系统控制及预测控制理论的应用现状,论述了基于预测控制算法的同步发电机励磁系统控制器研究问题,并在单机系统和多机系统中进行了基于预测控制算法的同步发电机励磁系统控制器研究。在单机系统中使用了非线性预测控制方法,该方法以Taylor级数作为基础的。此系统运用了发电机五阶模型,根据数学模型得出了Taylor级数控制规律。本文还提出了基于四阶Adams预测-校正的预测控制方法。本文在单机电力系统的基础上进行了拓展,做了一个多机电力系统的实验,此系统是以三阶数学模型为基础的,应用了两种不同的预测算法去推出控制规律,分别是Taylor预测控制方法和Adams预测控制方法。在同步发电机励磁系统模型的基础上,设计了发电机预测控制器,利用Matlab/Simulink仿真工具进行分析。仿真结果验证了所采用的预测控制器具有较好的控制性能,设计方案是可行的。