随着陆上风电容量愈渐饱和,对丰富的海上风能源资源的开发已成为全球发展趋势。但海上漂浮式风机在实际运行过程中往往会面临更为恶劣的工作环境,使得外部扰动总是时刻存在,风机各个系统模块的一些参数也会出现不确定性,如零件老化引起的系统参数变化,同时,各类执行器及传感器故障的发生也是难以避免的。在多数情况下,故障的发生具有随机性和难以预测性,而故障发生后则会使得整个风机性能降低,从而影响发电机稳定的功率输出,甚至会发生灾难性的事故。因此亟需先进的控制方法来消除这些问题对系统产生的影响,从而保证稳定的最大功率输出。本文根据现如今国内外风电技术基础,首先结合有限时间收敛的控制方法,解决风机欠功率运行状态下,伴随的系统参数不确定以及有外部扰动等问题,最终保证发电机输出最大功率。其次在风机运行在全功率区域时,在考虑变桨系统外部扰动、执行器故障及传感器故障的情况下,利用基于滑模状态重构的双重故障容错控制的方法,消除故障及扰动对系统动态性能的影响,从而保证额定功率的稳定输出。最后结合在线故障诊断技术,实时数据库Trend DB和Java后端开发技术,建立一个能够在线实时监控风场实时数据和故障信息的可视化系统,实现对整个风场的运行状态的在线监测,有着更为实际的应用价值。本文主要研究以下几方面:（1）研究风机的风能转换系统和变桨距风机的特性,建立欠功率运行状态下发电机及转子模型,并考虑外部扰动和内部参数不确定性情况下,提出基于有限时间收敛的最大功率控制。（2）研究风机全功率运行状态下,针对外部扰动,变桨系统的双重故障,结合滑模观测器,对系统桨距角,扰动以及故障进行状态估计,提出合适的积分滑模面,从而设计控制器实现对系统扰动及故障的补偿保证系统的稳定性。（3）利用FAST-MATLAB的联合仿真,针对5 MW Spar式风机进行仿真分析。验证了两种控制器的实际仿真效果,既能够实现欠功率状态下最大功率输出,也可以保证全功率状态下稳定的输出额定功率。（4）考虑漂浮式风电场复杂的工作环境,结合Trend DB实时数据库、Java后台开发技术、在线故障诊断等技术,建立风场实时监控系统,实现风场集中管理,统计分析,线上故障诊断与运行维护等功能。