随着全球能源消耗的加大及不可再生能源的进一步开采,作为可再生的绿色能源风能受到了极大的关注。目前我国海上风能的开发尚属起步阶段,海上风力发电机组又是一个非常复杂的系统,且造价昂贵,海上风力发电机组的设计和制造面临着巨大的挑战。因此,为了确保海上风电机组的安全可靠运行,本文对海上风力发电机组的振动控制进行研究,提出利用调谐质量阻尼器(TMD)对漂浮式风力机进行振动抑制,减小机组受到的载荷。主要研究内容包括:1.对海上风场特征、空气动力载荷和波浪载荷的理论和方法进行了研究,其中气动载荷的计算采用叶素动量理论,水动力载荷的计算采用莫里森方程和势流理论相结合的方法。2.对风电机组的系统动力学、漂浮式平台水动力学模型、锚泊系统动力学模型的理论和方法进行了研究,完成了风力发电机组整机建模及模型验证,并且对其进行了仿真计算。3.针对5MW半潜式风力机的振动控制进行研究,以单纯形遗传算法(SCGA)分别对有行程限制和没有行程限制的调谐质量阻尼器(TMD)的固有频率、阻尼比进行参数优化,探讨经过优化参数后的TMD对风力机关键部位位移和载荷的影响。在五种工况下对风力发电机进行动力学仿真分析。仿真结果表明,相较于有行程限制的TMD,施加行程限制后的TMD减振效果变差,但考虑到机舱空间的实际大小,TMD施加行程限制仍有一定的参考意义,且纵向减振效果优于横向减振效果。4.以5MW半潜式海上风力发电机为研究对象,基于最小二乘法的系统辨识原理对风力机系统进行辨识,在此基础上设计了基于H_∞成型控制器的HMD控制系统,最后在5种工况下进行仿真。仿真结果表明:相比于被动控制,本文所设计的HMD系统对各评价指标的抑制效果更明显,同时,在H_∞回路控制器的设计过程中,增益系数和反馈系数的选择对控制器鲁棒稳定裕度、控制力、评价指标的抑制率都会产生影响,因此在满足控制器设计要求的前提下,应对这些参数进行合理选择。