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针对水轮机组中比较复杂的动力学模型，存在较多的非线性项，通过微分几何坐标变换将系统非线性因素转换到含有控制输入的状态方程中，然后通过反馈线性化将非线性变量消除。将反馈线性化之后的系统，通过构造新的滑模面将其组合在一起，引入符号函数，确保系统的稳定性；为了消除系统可能产生的抖振现象，将符号函数改为饱和函数，以避免系统可能出现的抖振现象。推导了单机无穷大系统的非线性励磁控制规律，在MATLAB上进行仿真试验。理论论证和仿真试验证明该方法的有效性。