无刷双馈电机(brushless doubly-fed machines, BDFM)是一种新型交流调速电机,结构简单稳固、功率因数可调、电力电子装置容量小,维护成本低,兼具异同步电机特点,特别适合于变频调速传动系统与变速恒频风力发电系统。从能源与社会可持续发展角度,论述了国内外风力发电的发展现况及在未来能源发展中的重要地位。考虑到风力发电系统的复杂性及各类单一控制算法的局限性,研究了结合智能控制算法和其它先进控制算法的混合控制策略,论述了其在最大风能捕获、功率预测、偏航控制等方面应用的主要研究成果与方法。基于BDFM结构,分析了其工作原理及运行方式；通过推导BDFM三相静止abc坐标系下及转子速d-q轴数学模型,建立了开环运行时的Matlab/Simulink仿真模型,仿真验证了单馈、双馈等各类运行方式下电机的动、静态运行特性。针对BDFM不规则电磁噪声、不规则转矩、转速间歇振荡等问题,推导了电机的非线性微分方程；以转子运动时间常数为可变控制参量,构建了BDFM的混沌模型；通过数值仿真获得了电机系统的最大Lyapunov指数谱,确立了电机中发生混沌运动状态的参数范围,仿真验证其混沌运动现象。基于无源性理论,从能量角度研究无刷双馈风力发电机控制系统,推导出两相静止α-β坐标系下发电机的电压方程,构建电机系统的欧拉-拉格朗日模型；基于该模型设计了变阻尼无源性控制调速系统,在低于额度风速工况下,使系统跟踪转速期望值。通过与矢量控制及恒阻尼注入对比,仿真结果验证了变阻尼无源性控制的可行性和有效性,且具有更好的鲁棒性和动态响应。