新能源产业对优化能源结构意义重大,海洋能有待进一步开发,波浪能发电技术一直被高成本和低效率掣肘,直线电机与防波堤的结合几近空白。故本文以波浪能发电装置为研究对象,针对其效率低下,成本偏高的现状,设计出一款直线电机与防波堤结合的新型波浪能发电装置。针对特定波浪条件,对其进行数学建模、可行性分析、参数设计和优选、系统仿真及功率的控制优化。具体研究内容如下:首先从线性小振幅波浪理论入手,通过分析近岸水动力特性确定波高的研究范围并介绍传统的波浪能发电装置基本数学模型。其次阐述新型波浪能发电装置的构思过程及设计基础,综合各类装置优点设计出一款新型发电装置,在理论与试验上进行了可行性分析;确定周期的研究范围后,对装置数学建模,重点分析其运动特性及发电性能,并与传统的海浪发电模型做比较。然后设计该装置的各项关键参数,包括挡板的材料、尺寸、偏转角度,装置的固有弹性系数、板间距等,再对永磁直线电机进行数学建模及参数配套设计;利用Matlab软件对系统做了数值仿真分析并使用Simulink模块搭建出系统的仿真模型。数值仿真分析结果表明改变装置的偏转角度和固有弹性系数对挡板运动的幅值、相位及系统发电性能影响显著,目标海域装置发电的最佳偏转角度为10.84度,最佳弹性系数为1974N/m,不同波浪频率对应的最佳弹性系数不同,跟随波浪频率时变的弹性系数能够优化系统的发电性能。最后采用滑模控制策略在波浪周期规则变化时对装置进行功率控制,仿真结果表明该控制方法能够优化装置的波能捕获效率,且波浪周期较小时的控制效果更好;之后通过正弦函数拟合出小周期的随机波浪,在该波浪参数下再次仿真,验证了上述结论。新型波浪能发电装置用直线电机结合防波堤的方式来利用横向波浪能,结构新颖且可降低建造成本;挡板角度及弹性系数能根据海况选择,使得系统接近共振频率的同时提升了稳定性;通过滑模控制策略,对比不同波浪周期下的控制效果,进一步提升了系统的发电性能,实现了装置捕能效率的优化。