中国风能资源丰富，大力发展风力发电对调整能源结构、保障能源安全、应对气候变化、促进经济社会可持续发展具有重要意义。近年来，在《可再生能源法》以及国家一系列政策的推动下，中国风电装机容量迅速增长，风电装备制造业也快速发展，产业体系已逐步形成。2011年并网风电超过了50GW，当年并网14.5GW，均稳居世界第一。　　经过多年发展和积累，中国风电企业技术研发能力不断提高，但与风电技术先进的国家还有一定的差距，尤其是在风力发电机组的控制技术方面，所以，实现中国在风电机组完全国产化的道路上还有很长的路要走。　　控制系统作为风力发电机组的重要组成部分，其性能的好坏直接影响着机组的发电效率、机组运行的安全性与可靠性。本文以变速恒频直驱式永磁同步风力发电机组为基础，系统地研究了风电机组主控系统的功能，重点对风力发电机组的主控制器进行了设计，并基于实验室的物理实验平台做了实际验证。　　本文首先简单介绍了直驱永磁同步风力发电系统的基本组成及原理，并针对直驱式发电机组控制系统进行了详细地研究，包括控制系统的总体结构、机组的控制过程以及对各个控制功能模块进行了深入地剖析。　　在详细地研究了被控对象和充分借鉴前人技术成果的基础上，完成了控制器的硬件选型配置，并基于硬件平台，搭建了嵌入式软件开发环境:主控制器基于ARM嵌入式微处理器，软件运行环境基于嵌入式Linux操作系统，在Qt4的框架下编写应用程序，主控制器与其他子系统的通信以及数据采集模块采用基于CAN总线接口的网络拓扑结构。　　在详细分析发电机组主要控制功能的基础上，重点介绍了主控制器的各个功能模块包括监控系统、变桨系统、偏航系统、变流系统、安全保护系统、数据采集系统等主要部分软件设计，并给出了控制流程图。最后，介绍了直驱式永磁同步风力发电系统物理实验平台的组成，并基于特定的实验平台，将所设计的软件应用于实际，通过反复地调试与完善，实现了最初的设计要求。