我国疆域广阔,海岸线绵长,近海海洋风能资源尤为丰富,具有雄厚的资源基础,然而我国的海上风电技术还方兴未艾,且海上风电还局限于浅海的固定式风电场,对于具有更优质更稳定风资源的深海却鞭长莫及。各海上风电强国提出的漂浮式风机,使得深海风资源的开采成为可能。漂浮式风机和固定式风机的工况和结构差异,使得漂浮式风机具有浮体运动的特性,风机系统产生较大的疲劳载荷,加剧输出功率波动,威胁到风机的安全运行,缩短使用寿命。基于此,论文以稳定漂浮式风机的输出功率、缓解风机系统的不平衡载荷、抑制基础的摇荡为目标,从漂浮式风机的气-水动力学建模、气-水耦合作用下的动态响应和基于不平衡载荷的变桨控制技术三个方面展开研究,主要内容和结构如下:(1)漂浮式风机是一个高非线性、强耕合性系统,其动态运动是风载荷的气动载荷和波浪、海流和系泊载荷等水动力载荷的耦合响应,本文考虑风剪切效应及塔影效应对风轮面风速建模,再考虑尾流效应利用叶素动量理论建立风机的气动载荷模型;运用莫里森方程建立波浪载荷模型,依据海流公式建立海流载荷模型,最后利用悬链线理论对系泊系统线性化建立系统载荷模型,完成水动载荷模型的建立。(2)在已建好的气动模型和水动模型基础上,选取NERL-5MW风机和OC3-hywind基础支撑,利用牛顿欧-拉法建立漂浮式风电机组的气-水动力耦合模型,使用M atlab-FAST两款软件联合计算漂浮式风电机组在海洋工况下的动态响应,获取其运动规律。研究表明:漂浮式风机在气-水动力耦合作用时,其动态响应实际上是风载荷和波浪载荷的合成;在纵荡、纵摇两个自由度上,风和波浪耦合紧密,对系统在运动响应幅值的影响较大。(3)考虑对风机气动性能影响较大的纵荡、纵摇运动,建立漂浮式风机风轮-传动链系统-变桨控制器-变桨执行机构的线性传动数学模型,提出漂浮式风机基于RBF神经网络的独立变桨控制方法。在FAST和Matlab/Simulink下联合仿真,结果表明:基于RBFNN的变桨距控制方法能够有效地补偿漂浮式风机运行中存在的风浪扰动,可以有效地实现漂浮式风机的输出功率稳定,并在一定程度上抑制了风机的纵摇运动,减小浮动基础俯仰载荷。