本文主要研究水平轴风力机的磁悬浮偏航系统的控制问题。本装置在控制上与传统偏航装置有所不同,传统的偏航装置仅需控制其驱动电机产生旋转力即可实现控制目的,而磁悬浮偏航系统需完成机舱悬浮后再驱动偏航电机旋转,在完成对风或解缆后还需将机舱降落,其实现偏航具有一定的控制难度,因此本文在以下方面做了研究。首先,研究了风电偏航系统的发展现状以及磁悬浮偏航系统的组成和工作原理,从结构和原理上分析了磁悬浮偏航系统稳定性高、故障率低、使用年限长等优点的根本原因,给出了磁悬浮偏航系统与传统偏航系统的性能分析表,清晰地表明了作为风电偏航系统,本装置的优越性,接着对本装置所涉及的控制问题做了探讨。其次,对磁悬浮偏航系统的悬浮状态进行了数学模型的建立以及稳定性分析,并分析了选取电压或电流作为系统控制输入情况下进行控制的优缺点。对常见的两类悬浮斩波电路:Buck电路和两象限H桥电路进行了分析和比较,说明两象限直流H桥电路可以较快地调控电流。采用状态反馈法、最优二次型法、PID控制法对磁悬浮偏航系统的悬浮状态进行了稳定控制,其中PID控制法采用了一种简单地调整PID控制器中K_p、K_i、K_d的办法。由于上述控制方法存在一定的缺陷,提出了一种基于气隙变化的多变量状态反馈控制器并进行了仿真,结果证明了该方法的有效性。为模拟实际工况,搭建了含有两象限直流H桥电路和悬浮系统的仿真平台,并对仿真结果做了分析。再次,针对风电机组磁悬浮偏航系统的偏航状态,根据风力矩的情况,将其偏航状态分为三种模态:1)风力转矩T_W小于机舱偏航所需驱动转矩T_N的工况;2)风力转矩T_W大于机舱偏航所需驱动转矩T_N,但小于2T_N的工况;3)风力转矩T_W大于两倍的机舱偏航所需驱动转矩T_N的工况,并分别进行了数学建模。对风电磁悬浮偏航状态下的阻尼问题进行了研究,并在三种偏航模态下进行了控制仿真以及仿真结果分析,结果说明了本系统可以自动调控偏航阻尼。接着提出了针对本系统的一种无偏航传感器算法,该方法可以省去偏航传感器,简化偏航系统的结构。对风电磁悬浮偏航电机的控制进行了仿真研究,采用转子磁场定向方法,滑模速度控制器、SVPWM算法搭建了偏航仿真平台,通过试验验证了针对本装置所设计的调控方法的有效性。最后,设计并搭建了悬浮硬件电路和偏航硬件电路,使用德州仪器公司的DSP28035作为主控制器,开展了试验研究,完成了本装置的偏航状态和悬浮状态的试验,为本装置的产业化发展提供了技术层面的支撑。