本文以国家自然科学基金项目“考虑非线性不确定因素的风电机组动态载荷控制策略研究”（项目编号：51207095）”为背景，以大功率双馈风力发电机组（DFWT）为研究对象，针对大型风电机组运行环境复杂的特点，以及风电机组对功率输出稳定性和减小关键部件载荷的双重要求，在控制系统总体构建上，以独立变桨距控制为基础，设计了H2/H∞传动链扭转载荷控制器和无模型自适应风轮不平衡载荷控制器确保功率输出稳定，同时减小机组主要受力部件风轮和传动链上的动态载荷。通过对风电机组传动链和风轮所受动态载荷的研究分析，提出动态减载控制策略，通过调节桨距角减小机组运行过程中的动态载荷，以电动变桨机构为执行器，最终达到动态减载的目的。控制器设计出发点是根据被控对象和控制器的特点，外界对系统随机不确定扰动以及风力发电系统对功率和减载的要求。针对传动链结构复杂、非线性强、不确定性多和参数变化等问题，本文提出了基于卡尔曼状态估计的多目标H2/H∞混合优化传动链载荷控制器。控制器设计以性能最优化与鲁棒稳定性为目标，H2/H∞控制同时考虑H2和H∞性能指标，对于机组载荷波动的均方根响应和峰值响应有非常明显的抑制作用。针对风电机组运行过程中风速、桨距角和不平衡载荷间的复杂非线性关系和风轮无法准确建模的问题，提出了基于无模型自适应控制的风轮不平衡载荷控制策略。此控制策略不依赖风力机的准确数学模型，同时解决三个叶片桨距角和风轮动态载荷的非线性耦合和测量引起的时滞问题。本文所提出的控制方案有严格的理论基础，经过理论验证。仿真和试验结果表明，所提出的控制方法十分有效，解决了非线性不确定问题，保证风电机组输出功率稳定，并实现关键部件动态减载。