工程師：基于模糊控制的光伏電池MPPT的設(shè)計(jì)

將語言變量E和U，定義為7個(gè)模糊子集，EC定義為6個(gè)模糊子集，即：

其中：NB，NM，NS，NO，ZO，PO，PS，PM，PB分別表示負(fù)大，負(fù)中，負(fù)小，負(fù)零，零，正零正小，正中，正大等模糊概念。將E，U的論域規(guī)定為15個(gè)等級(jí)，將EC的論域規(guī)定為12個(gè)等級(jí)，即：

確定隸屬函數(shù)

模糊子集的隸屬函數(shù)形狀較尖，反映模糊集合具有高分辨率特性較高的靈敏度。

故本文選擇三角形作為隸屬函數(shù)的形狀，E和EC的隸屬函數(shù)見圖5和圖6，U的隸屬函數(shù)如圖7所示。確定模糊控制規(guī)則

根據(jù)功率值的變化量，來決定這一時(shí)刻的占空比改變量。通過對(duì)光伏電池輸出功率P與占空比D之間的特性曲線分析，并且考慮到外界環(huán)境因素(溫度、日照強(qiáng)度)對(duì)光伏電池輸出功率的影響得到以下原則：

(1)若輸出功率增加，則繼續(xù)原來改變量調(diào)整方向，否則取相反方向；

(2)離最大功率點(diǎn)較遠(yuǎn)處，采用較大改變量以加快跟蹤速度；離最大功率點(diǎn)附近，采用較小改變量進(jìn)行搜索以減小搜索損失；

(3)當(dāng)達(dá)到以最大功率點(diǎn)為中心的極小的ZO區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定下來，直至外界環(huán)境再次發(fā)生明顯變化

(4)當(dāng)溫度、日照強(qiáng)度等因素發(fā)生變化導(dǎo)致光伏電池輸出功率發(fā)生明顯變化時(shí)，系統(tǒng)能夠作出快速的反應(yīng)，進(jìn)行再次尋優(yōu)。

遵循上述原則，并對(duì)實(shí)際仿真結(jié)果進(jìn)行調(diào)整得到最終控制規(guī)則表，如表1所示。

解模糊方法與仿真

模糊邏輯控制器仿真選擇Mamdani型控制器，解模糊方法為重心法，其計(jì)算式為：

式中：u(Ai)為第i個(gè)模糊輸出量的隸屬度；A為第i個(gè)模糊輸出量。

經(jīng)過試驗(yàn)仿真，結(jié)果如圖8所示。經(jīng)過MPPT模糊控制占空比時(shí)，它能夠迅速地跟蹤到最大功率點(diǎn)。由此可得，模糊控制能夠有效地克服光伏電池的非線性和時(shí)滯性，能夠快速地跟蹤到最大功率點(diǎn)， 并保持在此狀態(tài)。

結(jié)語

仿真發(fā)現(xiàn)，將模糊邏輯控制應(yīng)用于光伏電池最大功率點(diǎn)的跟蹤不僅跟蹤迅速，而且反應(yīng)靈敏，且通過模糊控制表可以實(shí)現(xiàn)離線設(shè)計(jì)，節(jié)省了微機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)空間，提高了工作速度。