风能作为一种清洁和可再生能源获得越来越广泛的应用，风力发电技术也得到了迅猛发展。风力发电发展趋势是大型化，故要求发电机具有高可靠性、高功率密度和高效率，在这方面永磁同步发电机具有相当大的优势，且近年来随着永磁材料的价格下降，使得永磁直驱风力发电系统得到了迅猛发展。为保证永磁直驱风力发电系统安全、高效运行，需要对永磁同步发电机实施高性能控制。风力发电用永磁同步发电机一般为多极、低转速发电机，其控制需要注意两个问题：保证电流控制器的动静态特性和获得精确的转子位置信息、转速信息。本文结合无差拍控制，针对其对参数鲁棒性差的问题提出一种改进无差拍电流预测控制算法；而为了精确、实时获得转子位置信息、转速信息，并消除机械式编码器存在安装隐患、可靠性差等问题，本文结合锁相环理论设计了一套适用于永磁直驱风力发电系统的无传感器控制技术。无差拍控制本质是一种基于模型的控制算法，对被控对象参数变化鲁棒性差，而在数字控制中其固有的滞后一拍效果会进一步降低系统鲁棒性。本文结合电流预测控制提出一种改进的无差拍电流预测控制算法，即超前一拍预测电机电流，以弥补系统滞后一拍的影响，提高系统对参数的鲁棒性，并依据现代控制理论分析该算法的有效性，仿真和实验证明了理论研究与分析的正确性和有效性。根据永磁同步发电机反电动势数学方程和锁相环结构，设计基于锁相环估算电机转子位置和转速的观测器。针对电机参数难以精确获得和运行中会发生变化等问题，讨论了参数变化对无传感器控制技术的影响。研究发现，交轴电感对估算精度影响最大，且当存在估算误差时电流控制器稳定性会受到一定的局限性。最后本文设计、研制了一台10kW样机，验证了改进无差拍电流预测控制器和基于锁相环无传感器控制技术的有效性。