随着风力发电机单机容量的大型化,变桨距控制风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的重视。本课题来源于兰州市科技攻关项目“大型风力机组检测及监测反馈控制装置(项目编号：2008-1-16)”。本论文的主题是风力机变桨距控制系统及其执行机构的研究,主要涉及到如下内容：利用风力机空气动力学原理和桨叶受力情况阐述变桨距调节原理,制定了变桨距控制策略。建立了变桨距发电系统各机构的数学模型,并在Matlab7.1软件搭建了各模型子模块,为后面的变桨距控制系统的研究奠定了基础。提出了采用PID控制和模糊控制结合的复合控制方式,即模糊PID参数自整定控制。在设计过程中,将变桨距控制系统各机构的数学模型引入到设计控制器的过程中,以验证所设计的控制器的性能。结果表明本控制器能有效的抑制输出功率和发电机转速在起始阶段的超调和波动,且能较快的达到稳态,较好的实现了控制要求。本文通过对桨叶承受的载荷计算,并利用Matlab7.1中的直接搜索工具箱进行优化设计,得出变桨距执行机构各尺寸参数的最优值,使得桨叶绕桨叶轴转动所需的力矩为最大时,机构所需的液压缸推力F为最小。在最优值的基础上,采用Pro/Engineer软件建立变桨距机构的三维实体模型,并进行了装配、静态干涉检查、动态干涉检查、运动仿真等工作,通过分析验证了本设计能够满足变桨距机构同步、同速和匀速变桨距角度范围为0～90°的设计要求。最后在ANSYS软件中对先前的变桨距造型零件进行静强度分析,分析结果显示该变桨距机构中的关键部件满足强度要求。