风能作为一种清洁无污染的可再生能源,在如今能源紧缺、污染严重的世界背景下受到越来越多的关注。永磁直驱风力发电系统（Permanent Magnet Direct-drive Wind Power Generation System,D-PMSG）取消了齿轮箱,降低了系统故障率,发电机能量密度高,在风力发电领域中有着自身独到的优势和巨大的发展潜力。然而由于永磁直驱风力发电系统具有高度非线性、强耦合的特点,且其工作在具有高度随机性的风速环境下,研究高效的永磁直驱风力发电系统控制方法,成为提高风能的转化利用效率的有效手段。论文在详细分析永磁直驱风力发电系统的工作原理和结构的基础上,为提高风能吸收利用率,采用反推控制策略对永磁直驱风力发电控制系统进行深入研究。考虑永磁直驱风力发电系统的高度非线性、强耦合特点,根据反推控制（Backstepping Control,BSC）策略,基于李雅普诺夫（Lyapunov）函数设计转速和电流的反推控制器,确保永磁直驱风力发电系统全局渐进稳定性,实现了对风力发电系统输出功率的优化控制。由于永磁同步发电机在运行过程中存在参数摄动和转矩的变化等未知部分会影响控制效果,论文设计扩展滑模观测器对系统未知扰动进行估计,通过前馈补偿抑制转矩波动和参数摄动的影响,一定程度上提高系统的鲁棒性。通过仿真验证所设计控制策略的有效性。为了进一步增强系统鲁棒性,利用滑模控制（Sliding Mode Control,SMC）对参数变化不敏感,受到外界干扰时稳定性好,鲁棒性强的优点,将滑模控制与反推控制结合,设计滑模反推速度控制器,增强风力发电系统跟踪理想转速时的抗干扰的能力。构建非奇异快速终端滑模面（Non-Singular Fast Terminal Sliding Mode Surface,NFTSMS）优化控制器设计,实现转速误差在不同阶段快速收敛。设计一种可以随系统状态动态改变增益的新型趋近律来优化扩展滑模观测器,避免使用较大的开关增益,削弱了系统滑模抖振现象。通过在Matlab/Simulink条件下建立仿真模型并与传统PI控制和滑模控制对比,验证了所设计的控制策略可以提高系统的鲁棒性,快速实现对理想转速的跟踪以优化系统功率输出。