现代大型风力机具有叶片、主轴和塔架等部件柔性较大的特性,引起系统的动力学特性及其分析方法不同于传统的相对刚性的风力机系统。本文研究针对大型风力机在风轮静止和变速转动下的振动模态及其变化特点,研究弹性变形、惯性和陀螺效应引起的系统各阶模态变化及其对系统气弹稳定性的影响。研究对于大型风力机系统的设计和保证安全稳定运行具有较重要的理论和工程应用价值。基于美国可再生能源实验室(NREL)的5兆瓦水平轴风力机作为分析模型,采用超级单元模型将柔性构件离散为带有力元弹簧和阻尼器的旋转铰连接特定个数的刚体。通过对线性特征值分析方法的研究,结合动力学分析软件ADAMS,建立了整机系统的多体系统模型,对静止状态下整机系统的线性特征值问题进行了分析,得到了该状态下系统的前10阶固有频率和振型,研究了各部件相对运动对振动形态的耦合影响；然后,考虑柔性构件较大的弹性变形所带来的非线性特性和风轮转动所带来的系统时变特性,应用刚性积分方法对系统的非线性控制方程进行数值求解,通过频域分析方法,实现了风轮旋转条件下系统运转模态识别,对系统前十阶模态的变化及其影响因素进行了详细的讨论和分析。此外,根据风力机的结构特点,构建了整机系统的树结构拓扑构型,基于多体系统动力学理论,建立了系统的非线性动力学方程,研究了其数值求解方法,采用Matlab软件编写了动力学仿真计算程序。通过对脉冲激励的时域响应和频域响应进行分析,研究了风轮转动对其固有特性的影响,表明：风轮旋转时,出现叶片挥舞或摆振模态与风轮向前回旋和向后回旋模态相耦合,风轮旋转所导致的陀螺效应引起各阶反对称模态频率随风轮转速分离。研究成果为现代大型风力机系统的优化设计和气弹稳定性判据,避免共振,提高系统运行效率等提供了有效的解决手段和分析方法。