工程師：基于模糊控制的光伏電池MPPT的設計

將語言變量E和U，定義為7個模糊子集，EC定義為6個模糊子集，即：

其中：NB，NM，NS，NO，ZO，PO，PS，PM，PB分別表示負大，負中，負小，負零，零，正零正小，正中，正大等模糊概念。將E，U的論域規(guī)定為15個等級，將EC的論域規(guī)定為12個等級，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

根據功率值的變化量，來決定這一時刻的占空比改變量。通過對光伏電池輸出功率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、日照強度)對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)原來改變量調整方向，否則取相反方向；

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

(3)當達到以最大功率點為中心的極小的ZO區(qū)域時，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)當溫度、日照強度等因素發(fā)生變化導致光伏電池輸出功率發(fā)生明顯變化時，系統(tǒng)能夠作出快速的反應，進行再次尋優(yōu)。

遵循上述原則，并對實際仿真結果進行調整得到最終控制規(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，其計算式為：

式中：u(Ai)為第i個模糊輸出量的隸屬度；A為第i個模糊輸出量。

經過試驗仿真，結果如圖8所示。經過MPPT模糊控制占空比時，它能夠迅速地跟蹤到最大功率點。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滯性，能夠快速地跟蹤到最大功率點， 并保持在此狀態(tài)。

結語

仿真發(fā)現(xiàn)，將模糊邏輯控制應用于光伏電池最大功率點的跟蹤不僅跟蹤迅速，而且反應靈敏，且通過模糊控制表可以實現(xiàn)離線設計，節(jié)省了微機的內部存儲空間，提高了工作速度。