随着全球经济的快速发展,人类对能源的需求日益增加。由于地球上煤炭、石油等常规资源日益匮乏,并且对常规资源的利用也会给环境带来许多污染问题,所以为了解决能源和环境问题,我们在合理的利用煤炭、石油等常规资源的同时,必须大力发展利用可再生资源。而风能作为一种安全、环保、新型的可再生能源,取之不尽、用之不竭。随着风力发电技术的成熟,风力发电的成本也在不断地降低。而在风力发电领域,直驱型风力发电机组已经成为一个重要的研究方向。本文基于直驱式风力发电机组对双PWM变流器的控制策略进行了分析和研究,将滑模变结构的控制策略应用在双PWM变流器的控制系统中,并在MATLAB仿真软件中建立风力发电系统的仿真模型,通过仿真实验,证明本文所提出的设计方法是可行的。本文主要针对直驱风力发电机组双PWM变流器的控制系统进行了建模和仿真研究。首先,本文介绍了直驱永磁风力发电系统的基本结构及其相关特性,并详细介绍了各组成部分的基本原理,在此基础上建立了各组成部分的数学模型,具体包括风力机模型、传动系统模型、永磁同步发电机模型、双PWM变流器的数学模型、中间直流环节的数学模型。其次,重点介绍了滑模变结构控制的基本原理,针对非奇异终端滑模在离平衡点较远处动态性能差的缺点,设计了一种具有快速收敛性的非奇异终端滑模面。并基于滑模变结构控制原理下分别设计了网侧PWM变流器直流侧电压、d轴电流、q轴电流的滑模控制器,并详细介绍了SVPWM脉宽调制的基本原理及其实现方法。第三,先介绍了最大功率点跟踪(MPPT)方法和永磁同步发电机的矢量控制原理,重点阐述了基于最佳叶尖速度比的最大功率点跟踪控制和零d轴电流矢量控制的实现方法,并在此基础上介绍了机侧PWM变流器的转速外环、电流内环的双闭环控制原理。然后基于滑模变结构控制理论设计了机侧PWM变流器的转速、d轴电流、q轴电流的滑模控制器。最后在风力发电系统中对永磁同步发电机无位置传感器的控制进行了研究,设计了滑模观测器模型,并利用该模型估计永磁同步发电机转子转速和转子位置,来代替位置传感器的作用,实现了永磁同步发电机无位置传感器控制。最后,在MATLAB仿真软件中搭建了网侧PWM变流器控制的仿真模型、机侧PWM变流器控制的仿真模型以及滑模观测器的仿真模型。接着对风电系统的整体模型进行仿真实验,通过仿真结果分析可知,本文设计风力发电机组的双PWM变流器的控制策略能够实现风能的最大功率点跟踪,并且实现电网电压的单位功率因数并网,控制系统具有良好的动态性能和稳态性能。并在此基础上,建立了基于滑模观测器的风力发电系统的仿真模型,通过仿真分析可知,基于滑模观测器的风力发电系统能够对永磁同步发电机的转子转速和转子位置进行精确地估算,实现了对永磁同步发电机的无位置传感器控制。