随着全球的能源紧缺问题日益严重,清洁能源的地位变得越发重要。风能作为一种清洁、无污染的可再生能源,因其独特的优势而备受关注,全球风电行业发展前景广阔。永磁直驱风力发电系统（Directly-driven Permanent Magnet Synchronous Generator,DPMSG）体积小、发电效率高、结构简易、维护成本低、可靠性强,成为风电行业的首选。如何科学提高风能利用效率,优化风电系统的最大功率跟踪（Maximum Power Point Tracking,MPPT）过程,成为了风电领域的研究热点。论文详细分析D-PMSG系统的结构和原理,深入研究D-PMSG系统最大功率跟踪优化控制策略。现行的D-PMSG系统的最大功率跟踪方法主要有叶尖速比法、最优功率曲线法以及爬山搜索法,基于这些方法可设计相应的控制器对MPPT过程进行优化控制。其中滑模变结构控制（Sliding Mode Control,SMC）作为一种常见控制方法,在非线性系统中得到广泛应用。基于传统PI或者传统SMC控制器的D-PMSG系统虽然也能实现跟踪到最大功率点稳态时无静差,但是存在响应速度慢、抖振过多和超调量过大等问题。因此,论文在传统指数趋近律的基础上,引入调速函数,设计新型趋近律,用来减小滑模趋近过程中的抖振,加快收敛速度,应用新型趋近律针对D-PMSG系统设计滑模速度控制器并验证其稳定性。应用上述控制器的D-PMSG系统仍然存在负载扰动,影响电机转速,进而影响MPPT质量。为此,论文改进了滑模负载转矩观测器（Load Torque Observer,LTO）实时观测负载端的转矩变化,设计基于SMC+LTO的风电系统的MPPT策略。在转矩观测器的设计当中采用平滑的免疫函数xg),(δ函数调节可变增益,相较于传统定滑模增益的LTO,减小了增益设定需求,在加快收敛速度的同时进一步削弱观测转矩的波动现象,并且转换为参考电流进行前馈补偿,有效抑制了负载扰动的影响。通过在Matlab/Simulink上与传统SMC进行对比实验,验证了所提策略能够实现D-PMSG在额定风速下的MPPT控制的优化。D-PMSG系统的外部扰动众多,除了负载转矩的波动之外,还有风速随机变化、风机的大惯量影响、电机齿槽转矩和电磁波动力矩引起的扰动,进而导致转速抖振、功率追踪过程不精确的问题。为此,论文设计扰动转矩观测器（Disturbance Torque Observer,DTO）,将外部扰动均视为负载端扰动,引入一阶低通滤波器对观测器结构加以改进,减少观测器中的速度微分环节的误差影响和高频噪声。同时设计基于SMC+DTO的风电系统的MPPT策略,通过在Matlab/Simulink上与传统PI以及SMC控制器模拟在不同风速条件下进行对比仿真,验证了所设计的控制策略具有快速跟踪最大功率、提高风能利用效率的良好效果。