风能作为一种清洁、可再生而且储量巨大的能源,是当前应对能源危机和环境污染的一个重要手段,其开发受到了世界各国的重视。目前,大型变速变桨距风电机组逐渐取代定桨距风电机组占据市场主导地位。因此对风力发电机组先进变桨控制系统的研究、开发和应用具有重要的理论价值和现实意义。首先论文从变桨距风力机空气动力学进行研究,得出变桨距变速恒频控制的理论基础,并探讨了变桨距控制的基本规律,阐述了风电机组对变桨系统的要求,并根据其研究了电动变桨距系统的基本控制结构及基本控制策略。随后研究了永磁同步电机直接转矩控制的基本原理,并利用直接转矩控制技术设计了电动变桨伺服系统转矩、速度、位置的三闭环控制方案。针对风电系统强非线性以及难以建立精确数学模型的特征,而模糊控制最大的优点是主要从专家或经验中采集知识,不依赖对象精确的数学模型。本文以模糊逻辑控制方法分别设计了电动变桨伺服系统速度环的模糊PI控制器、位置环的模糊PD控制器。然后,基于变桨距系统的三闭环控制方案和直接转矩控制方法,建立变桨伺服系统的数学模型并在Matlab/Simulink环境里进行了仿真研究。通过仿真,验证了其具有良好的性能指标。最后,基于直驱永磁变速恒频风力发电系统的原理及其控制策略,利用Matlab/Simulink工具建立了变桨距风力发电机组各个部分的模型,并把变参数模糊控制方法引入到变桨控制器中,结合上述电动变桨伺服系统模型进行了仿真研究,得出了风电机组在额定风速以上输出功率和桨距角变化曲线。从仿真结果可以看出,该变桨控制系统能够很好的满足风力发电机组在高风速风况下功率输出稳定的要求,具有良好的控制性能和很高的可靠性。