随着风力机的尺寸和单机容量的增加，对我国风电的整体设计水平提出了更高的要求，风力机在运行过程中，产生极限和疲劳载荷，这些载荷会不同程度的影响风力机的每个零部件，风力机是一个周期性的非线性耦合系统，由于实际中动态数据实测的限制性，以及建立一个完整的风力机动力学模型的难度，如何简化设计模型和控制策略的运用是一项重要的研究工作。本文对风力发电机动力学模型和载荷控制的国内外研究现状进行了研究，围绕基于传统的PI控制和现代控制下的载荷计算比较问题，建立了包括风文件数据、空气动力载荷库和风力发电机组结构动力学的气弹耦合风力发电机组系统动力学模型，并运用Matlab/Simulink建立了PI控制仿真模型和现代控制仿真模型。具体内容如下：1)在对国内外目前动力学特性研究和控制载荷研究现状的基础上，以结构动力学软件为工具，建立包括风文件数据、空气动力载荷库和风力发电机组结构动力学的气弹耦合风力发电机组系统动力学模型，相对于有限元子系统动力学模型，可以更准确地描述风力发电机组的整机动力学特性。2)基于假设模态理论，建立了基于不同状态量下的状态空间控制方程，针对1.5MW风力发电机组，本文建立了三状态量下的扭矩状控制方程，结果表明，考虑的状态量越多，模型的控制精确度越高，风力机运行的越平稳。3)根据IEC规范确定了风力机运行的载荷工况，对1.5MW进行了PI控制仿真分析，得到了风力机关键零部件在各个工况下的载荷，仿真结果表明，风力机在额定风速运行时零部件受到的载荷最大。4)基于现代控制理论原理，建立了风力机三状态量空间控制仿真模型，并考虑了塔架阻尼的影响，通过与传统的PI控制载荷计算结果比较，显示了现代控制算法在降低载荷上的优越性，并通过与现场实测的数据进行对比，验证了此方法的正确性。本文将动力学模型和控制结合在一起，为后续的控制策略的研究打下基础。建立的三叶片风力发电机组的线性化状态控制方程，可以将机组的柔性部件，通过有限个测量值对其进行同时控制，对降低整机载荷，减少振动，提高整机运行稳定性和整机寿命，具有重要意义。