近年来,风力发电作为一种具有可大规模开发利用的可再生能源形式得到了较快的发展。变桨距控制技术作为风力发电中的一项关键技术越来越受到关注。本论文针对变桨距控制技术存在的问题和不足,对变桨距系统及相关控制技术进行了深入的研究。　　 本文提出了一种基于最小二乘拟合的参数辨识方法,为风力机变速和变桨距控制器设计提供理论基础。通过观测大量的运行数据估计出机组的稳定运行工作点,并基于线性化理论在每个工作点附近计算出风速对转矩的敏感系数及桨距角对转矩的敏感系数。应用最小二乘理论对上述系数观测值的集合进行拟合,得到风力机稳态工作点的参数。　　 风力机是一个高阶非线性强耦合系统,采用传统控制方法难以得到理想的控制效果。为此,本文提出基于准滑模控制和基于增益调度控制的两种变桨距控制方法。滑模变结构控制具有响应速度快,超调量小,较强的鲁棒性和抗干扰能力等优点,适应于这种具有高阶强耦合非线性的变桨距系统；增益调度控制方法基于“分而治之”的思想,将非线性系统在各稳态工作点上线性化,针对每一个稳态工作点设计出线性控制器,将这些线性控制器族进行组合构成增益调度控制器。仿真结果表明,滑模变结构控制具有较强的鲁棒性；增益调度控制在整个运行区间内都具有很好的控制效果。将增益调度控制应用到1.5MW双馈式风力发电机组上,实验结果表明,增益调度算法具有良好的品质,可以应用到变桨距系统中。　　 本文对基于串励直流电动机的变桨距伺服系统进行了研究。串励直流电机电枢电流与电磁转矩成非线性关系,常规PI控制无法获得理想的控制效果,为此,本文提出了一种非线性变换方法,将其用于转速环控制器,通过仿真验证了所设计控制器的有效性。以DSP为控制核心设计了变桨距系统中的串励直流电机驱动器,验证了本文提出的串励直流电机控制算法。现场实验结果表明,所设计的伺服系统具有良好的跟踪性能。　　 为了在实验室验证变桨距控制算法,设计了一种基于计算机软件和外部实际硬件相结合的在线半物理实时仿真系统。该系统采用软件模拟风力机模型,与外部实际的变桨距系统进行实时数据交换,进而实现联合仿真。这种方式为风力发电机组控制器的设计和验证提供了新思路。