绿色可再生能源在开发过程中几乎没有污染和排放，风能做为绿色可再生能源其储量巨大，取之不尽、用之不竭。风能的种种优点使其越来越受到世界各国的关注与重视。垂直轴风力机具有安装维护方便、无需对风装置、受力均匀等优点，但起动性能差与效率较低阻碍了垂直轴风力机的发展，基于此，本文对垂直轴风力机引入变桨控制系统进行相应研究。本课题结合垂直轴风力机的国内外发展现状，设计了可变桨的小型垂直轴风力机的样机，在样机的基础上，完成了变桨控制系统的软硬件搭建，实现了整个机电一体化系统的运行。本文对样机的机械结构做了简要的介绍，主要内容是针对变桨控制系统的方案设计、部件选择、软硬件设计、实验研究等。采用模块化设计变桨控制系统的硬件：独立的功能采用独立的硬件模块实现，便于系统的维护。模块采用以Cortex-M3为内核的ARM芯片做为主控器。系统由数据采集模块、主控模块以及伺服控制模块组成，模块之间的通讯基于CAN总线和无线485实现。基于ucosIII实时操作系统开发了多任务系统，为系统应用软件提供了可靠、维护简单的开发平台。基于MATLAB Simulink对伺服控制系统进行了仿真，设计了PID控制器，通过Simulink RTW工具生成了PID控制器的嵌入式C代码，实现了从仿真到实际应用的开发过程。基于ARM控制器的固件库，完成了相关底层代码及算法的开发。软硬件结合，样机系统能够根据外界的风能及自身运行状况，实现实时变桨，使风力机保持较优的运行状态。