在我国,一些边远地区供电比较困难或者比较复杂,往往会发生断电现象,在断电的状况下,要保证风力发电机组顺利收桨就必须有良好的变桨距系统;在系统正常供电的情况下,桨叶的起动控制、高于额定风速时的恒功率控制等都离不开变桨距控制。变桨距系统的好坏很大程度地影响风力发电机组的效率、安全运行与稳定运行。作为绿色能源的风能,风力发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。与发达国家相比,我国在风力机的大型化、变桨距控制、变速恒频等先进风电技术的研究方面还存在较大的差距。随着风力发电机组单机容量的大型化,变桨距控制风力发电技术因其高效性和实用性正受到越来越多的重视。因此,开展对风力机变桨距控制系统及其驱动系统的研究具有重要的意义。本文以变桨距控制系统中控制器的研究为切入点,对控制系统展开了研究。首先对风力机空气动力学和变桨距控制过程进行了探讨,为系统的设计及控制策略的研究提供理论基础。其次,设计了高精度和双极性可逆变的风力发电电动变桨距系统的结构并对每个构成部分进行了分析与设计(详细地介绍了串励直流电动机的选择、变流器(H桥)和串励直流电动机的单片机控制)。这为后面的变桨距硬件和软件设计提供了理论依据。同时建立了桨叶在极限载荷的情况下电动变桨距系统的动态结构数学模型——电动变桨距系统负载的数学模型、转速单闭环电动变桨距系统的数学模型和双闭环电动变桨距系统的数学模型。然后,提出了采用模糊控制和PID控制技术相结合的方式对系统进行控制。在研究过程中,设计了参数模糊自调整PID控制器。仿真结果表明,和采用单一的PID控制比较,模糊PID控制器改善了系统的控制效果,说明采用模糊PID控制方式的可行性。最后,实现电动变桨距控制系统的硬件和软件设计,为风力机在断电或者正常运行的情况下,提供了一种可行的稳定变桨距系统。