传统化石能源日益匮乏,其燃烧产生的污染日益严重,低碳环保成为人们关注的焦点。在此背景下,航运业开始重视节省燃料,来减少有害物的排放。有着零污染、分布广泛等特点的太阳能和风能在船舶上的应用研究引起了社会各界的广泛重视。为了探究风光互补装置在船舶上的应用,提高其转换效率,本文以如何提高太阳能和风能转换的输出功率为侧重点,就光伏发电、风力发电的最大功率跟踪和风机的偏航控制系统进行研究。首先研究了太阳能、风能的基本特性和其分布情况,针对海上环境总结了太阳能和风能在船舶中的利用方式。在控制策略方面,对于光伏发电系统,通过对比传统的最大功率跟踪策略(Maximum Power Point Tracking,MPPT)特点和原理,选择了适合于船舶上的蛙跳粒子群算法与变步长扰动观察法相结合的控制策略;同时对其跟踪系统进行分析,基于陆地上现有的跟踪方法和光伏发电在海上的工作环境,光伏发电系统采用适合航行的水平安装固定跟踪方法。对于风力发电系统,由于海上风能的非线性和复杂性,光伏发电系统的控制策略则不适合风力发电系统,因此在最大功率跟踪方面,采用将模糊控制与变步长扰动观察法相结合的控制方式;在偏航控制系统中,采用风向标控制和爬山算法混合控制策略,即对风向变化大于±12°的情况,采用风向标偏航控制,在风向小于±12°的情况采用爬山算法进行偏航控制。最后,在MATLAB/Simulink环境下搭建了光伏阵列、风力发电机、最大功率跟踪控制、偏航控制等仿真模型。通过仿真模型的分析,验证了文章所选用的风光互补系统的MPPT控制策略和风机的偏航控制策略的可行性和有效性。