首先,本文介绍了小型风力发电机系统的研究背景和国内外发展现状,分析了直流发电机、永磁同步发电机、硅整流自励同步发电机和电容自励式异步发电机等常用独立运行小型风力发电机的特点,总结了开关磁阻发电机用于风力发电的优势。其次,介绍了小型开关磁阻风力发电机系统的结构,通过对发电机控制单元、储能单元和逆变单元的功能进行分析确定了主电路方案。根据系统的能量流动状态以及发电功率和负载功率之间的大小关系,将系统的运行分为两种工作模式;依据储能单元是否处于最大充电或放电状态,将各工作模式分为两个工作状态,探讨了系统各单元在不同工作状态下的控制方式。接着,结合功率信号反馈法和爬山搜索法的优点,给出了开关磁阻风力发电机系统分步最大功率跟踪方法,分析了系统启动和风速变化时最大功率追踪的实现过程,给出了最大功率追踪与电压闭环和功率闭环相协调实现功率平衡的控制方法。设计了储能单元控制方法,该方法以直流母线电压为控制目标,结合两阶段法对蓄电池充电过程实现控制。确定了两级式逆变单元前级Boost电路电压闭环控制和后级逆变电路的电压瞬时值PI控制方案。然后,设计了发电机控制单元、储能单元和逆变单元的功率主电路和控制电路。依据系统的控制需求,为各单元选取了独立的数字控制器。结合设计的控制策略,给出了发电机控制单元的定时器中断程序、ADC中断程序、捕获中断程序、MPPT子程序以及储能单元和逆变单元的定时器中断程序以及相应的程序流程图。最后,搭建了样机实验平台,在样机实验平台上对控制策略进行了实验验证。实验结果表明,本文给出的分步最大功率追踪控制方法具有较快的追踪速度和较高的追踪精度,可将发电功率限制在安全限值内;给出的功率平衡控制方法可有效地保障直流母线电压的稳定;给出的储能单元控制方案在较好地维持系统功率平衡的同时,能够对蓄电池的充电过程进行控制;给出的两级式逆变单元控制方法使得逆变输出具有良好的静态和动态性能。