相比于太阳能和风能而言,波浪能是一种能量密度比较大的新型能源。针对波浪能利用的装置有很多种,如振荡水柱式,收缩坡道式和振荡浮体式波浪能发电装置等。本文以振荡浮体式波浪能发电装置为研究对象,仅考虑其垂荡运动,探讨了装置在波浪中的水动力响应与能量捕获情况。本文首先将一种非线性阶跃波能转换机制应用到振荡浮体式波浪能发电装置的波能转换系统中,基于势流计算结果,建立装置运动的时域方程。然后利用状态空间模型替代时域方程中的卷积项,应用四阶龙格库塔法数值求解非线性波能发电装置在规则波和非规则波中的运动响应和能量捕获情况。依据计算结果探讨了波浪参数和波能转换系统阻尼系数等对装置能量捕获效率的影响。其次,本文建立两个带有非线性阶跃波能转换机制的振荡浮体式波能发电装置在规则波中水动力响应的时域方程。数值求解得到不同波浪频率和浪向下波浪能阵列的平均捕获能量。引入波浪能阵列影响因子q和修正影响因子qmod,并探讨了波浪参数对于两种影响因子的影响。为了提高波浪能发电装置的能量捕获效率,通常对装置施加控制。本文还研究了振荡浮体式波浪能发电装置在锁定控制和离合控制下的运动响应和能量捕获情况。基于频域计算结果,建立锁定和离合控制下装置运动的时域方程,利用状态空间模型替代卷积项,将建立的状态空间方程利用基于庞特里亚金最大值原理的最优指令法数值求解得到锁定和离合控制下的控制序列和平均捕获能量,并且与没有控制时装置的捕获能量做对比。由于锁定和离合控制需要对波浪激励力时历进行短期预测,本文最后研究了振荡浮体式波能发电装置在规则波中受到的波浪激励力预测偏差对于锁定和离合控制性能的影响。依据建立的时域方程,探讨了波浪激励力幅值和相位预测偏差对于锁定和离合控制下装置捕获能量的影响。