风力发电技术涉及到空气动力学、机械传动、自动控制、电机学、力学、材料学等多学科的综合性高技术系统工程。风力发电不同于一般的发电系统，风速变化的随机性和不确定性对风力机及发电机的控制提出了更高的要求。本文是针对直驱式梯形波永磁同步风力发电系统最大能量捕获装置的研究。直驱式永磁同步风力发电系统由风力机与低速永磁同步发电机直接耦合，其输出电压、频率都随风速的变化而变化，最大能量捕获系统是利用电能变化电路及相关控制技术，将风力发电机发出的电能经整流、直流升压电路、逆变之后，然后并网。

论文主要研究直驱永磁风力发电系统,所作工作归纳如下:

1）分析研究了风力发电技术的背景意义和国内外发展现状。

2）研究了风速特性及其数学模型，在此基础上建立了风速的仿真模块。

3） 研究了风力机的空气动力学原理及其数学模型,在此基础上建立了风力机的仿真模块。

4）在风速变化的情况下，为了使系统能够最大限度地捕获风能，分析了最大风能捕获控制方法，该方法是通过升压电路的占空比，控制发电机电流，从而控制永磁同步发电机的电磁转矩—转速特性，以控制风力机的机械转矩—转速特性，使风力机在不同风速时都能维持最佳叶尖速比，自动跟踪最大功率点，捕获最大风能，该控制策略具有简便易行的特点。

5）研究了永磁同步电机的基本原理，研究永磁同步电机的数学模型，分析了机侧的矢量控制策略,并对比分析了零d轴电流控制、最大效率控制及恒定气隙磁链控制等的优缺点,最终选取基于转子磁场定向的零d轴电流矢量控制为本文机侧的控制策略，并建立了仿真模型。

6）在MATLAB/Simulink中搭建了整个永磁风力发电系统的仿真模型,并对其进行了仿真分析,通过仿真结果验证该控制策略的正确性。