海上浮式风力发电机在复杂工作环境中,会受到风、浪、流等多种作用力的综合作用,对于大型风力机,叶片和塔柱的柔性变形不可忽略。因此,将风机整体考虑成一个刚体或多个刚体的常规分析方法有待于进一步改进。本文选取5兆瓦级?型浮式垂直轴风力机系统展开研究,考虑浮式基础纵荡、垂荡、纵摇三个自由度运动,考虑塔柱和叶片的柔性变形,基于Kane方法,建立了系统的刚耦合动力学方程,编写了相应的程序求解系统的运动。其中,采用混合坐标法描述刚体、柔体的运动;分别采用模态展开法和有限元法对塔柱和叶片进行离散;根据连续介质力学的理论,构建了柔性梁的变形位移关系。针对5MW浮式达里厄φ型风机系统设计了上部转子结构,对转子进行了气动设计,给出了风力机相关气动参数和转速控制方案;对风机叶片的材料和结构形式进行了设计,初步校核了各构件的强度。计算了风机系统在不同载荷工况下的动力响应情况,研究了不同控制参数对结构运动的影响。结果表明,风机工作时高频的气动载荷对浮式基础的低频振动影响较小;塔柱两个方向的弯曲变形会相互耦合;塔柱和叶片的振动会相互传递;叶片的响应频率中波浪频率与1P频率的耦合显著,塔柱的响应频率中波浪频率与2P频率的耦合显著。