一种基于非线性干扰观测器的汽轮发电机主汽门开度预测控制方法，该方法有四大步骤：步骤一：汽轮发电机主汽门开度控制系统分析与建模；步骤二：汽轮发电机主汽门开度预测控制设计；步骤三：非线性干扰观测器设计；步骤四：设计结束。本发明针对主汽门开度控制系统模型，设计出具有闭型解析解的控制律，然后设计非线性干扰观测器对控制干扰进行补偿，从而在具有较强输入干扰的情况下，保证闭环控制系统的全局稳定性，同时实现了汽轮发电机功角对预定轨迹的快速且精确跟踪。