现如今不可再生能源的消耗及其附加产物的持续排放,正在不断加剧世界的能源危机和环境污染,各国都开始着手可再生能源的技术开发。波浪能在全球储量丰富,同时能流密度在众多可再生能源中也是最高的。我国处在东南亚季风区,海域面积广阔,波浪能资源丰富,有望通过波浪能的开发推进我国的“碳达峰、碳中和”能源战略,加快社会主义现代化进程。本文结合我国的波浪特性,采用直驱式波浪发电装置并对其进行研究,相关内容包括:波浪发电系统建模、基于类模型预测控制的反馈谐振控制和以发电机捕获能量函数为目标函数的模型预测控制。具体内容如下:1、以微幅波理论和随机波理论构建波浪力模型,采用Cummins方程表示波浪流体记忆性所产生的非线性辐射力,再通过ANSYS AQWA流体力学仿真软件和状态空间模型求解辐射力卷积项,在此基础上结合装置物理模型得到单、双自由度直驱式波浪发电装置数学模型,并以传统永磁同步发电机搭建永磁同步直线发电机数学模型,以此构建完整的波浪能发电系统模型。2、分析得到复共轭控制存在非因果性,采用常规控制器实现复共轭控制需要对波浪力预测,为此提出因果性的反馈谐振控制来实现复共轭控制,并通过类模型预测控制应用到单自由度直驱式波浪发电系统。类模型预测控制是通过改变典型模型预测控制中目标函数的权重矩阵,使典型模型预测控制实现反馈谐振控制性能,进而实现单自由度直驱式波浪发电系统最大功率捕获。3、双自由度直驱式波浪发电系统采用模型预测控制,并通过结构简单、时效性高的线性预测器对波浪力进行预测,结合自回归模型参数计算来设计线性预测器参数。再以发电机捕获能量函数和惩罚函数,设计模型预测控制中的目标函数,实现该波浪发电系统的最大功率捕获。4、在MATLAB/Simulink仿真平台,对本文的单、双自由度直驱式波浪发电系统以及相应的控制方式进行仿真。通过仿真平台对比二、三阶反馈谐振控制器下的单自由度直驱式波浪发电系统表现特性,仿真结果显示,具有宽频谐振的三阶反馈谐振控制在不规则波下表现特性优异,更有实际应用价值。对于双自由度直驱式波浪发电系统,则通过仿真平台选取最优控制参数,并对比实际波浪力和预测波浪力下模型预测控制的波浪发电系统性能表现,仿真结果显示,以能量函数为目标函数的模型预测控制搭配线性预测器下的波浪发电系统具有不错的表现特性,发电机捕获功率接近以实际波浪力信息的模型预测控制下的波浪发电系统。