می توان گفت تمامی سیستم های قدرتی دارای دینامیک غیرخطی می باشند که با استفاده از تکنیک های ساده سازی ، خطی سازی با فرض کار در نقطه کار و تکنیک های دیگر به مدل های با دینامیک خطی بدل می شوند که بتوان آن ها را با استفاده از روش های آنالیز و طراحی خطی که عموما ساده می باشند ، کنترلر مورد نظر را طراحی و پایدار کرد. 

در این بین پایدارساز سیستم قدرت نیز دارای یک مدل دینامیکی غیرخطی می باشد که این مدل با استفاده از سیستم ترکیبی پایدارساز ، ژنراتور سنکرون ، ترانسفورماتور خط انتقال و شین بی نهایت بیان می شود.

استفاده از این مدل غیرخطی از جهاتی کار را سخت تر می کند چرا که در این حالت نیاز به دانش درباره سیستم های غیرخطی ، آنالیز حوزه غیرخطی و کنترلرهای غیرخطی داریم . و از طرفی با این روش امکان بدست آوردن یک مدل دقیق کنترل کننده برای کار در تمامی نواحی (اعم از نقاط کار و غیر آن) ، امکان اجرای روش های غیرخطی نظیر تطبیقی (در حالت کاربرد پایدارساز با عدم قطعیت پارامتریک) ، مقاوم (در حالت توام با نامعینی های کراندار) ، فازی (استفاده از روش های قانون نویسی فازی) ، طراحی رویت گرهای غیرخطی و کنترل پیش بین برای این سیستم خواهیم بود.

شمایتک آورده شده در شکل(1) نحوه پیکربندی کلی برای یک پایدارساز مدل غیرخطی را نشان می دهد.

پیکربندی غیرخطی پایدارساز سیستم قدرت

شماتیک پایدارساز با مدل دینامیکی غیرخطی

در این شماتیک مدل دینامیکی سیستم که به صورت مدل با سه متغیر حالت زاویه توان ، سرعت زاویه ای و مولفه ولتاژ می باشد بیان شده است و سپس سیگنال کنترل کننده که با استفاده از روش خطی سازی فیدبک حالت طراحی شده است به این سیستم اعمال شده است. در این شماتیک این سیگنال کنترل به مثابه سیگنال پایدارساز می باشد که به شبکه اعمال می شود.

آنچه مشخص است بایستی به منظور تست سیستم سیگنال خطای معادل با سناریوی قدرت را به صورت افزایش زاویه توان به سیستم اعمال کنیم که به این منظور از سیگنال های پله به صورت اغتشاش استفاده می شود. این سیگنال با دامنه و زمان مشخص به سیستم اعمال می شود و هدف آن رساندن زاویه توان به میزان 100 درجه می باشد. این محدوده به عنوان محدوده ناپایداری برای سیستم های قدرت شناخته می شود و کنترل کننده ای که بتوان در کمترین زمان ممکن و با نوسانات حالت گذرای کمتر این سیکل را به پایان برساند به عنوان مطلوب مسئله می باشد.