基于模糊策略的光伏發(fā)電MPPT控制技術(shù)

　　3基于模糊控制的MPPT實(shí)現(xiàn)

　　3.1模糊控制基本原理

　　模糊控制建立的基礎(chǔ)是模糊邏輯，它比傳統(tǒng)的邏輯系統(tǒng)更接近于人類的思維和語(yǔ)言表達(dá)方式。在一些復(fù)雜系統(tǒng)，特別是系統(tǒng)存在定性的不精確和不確定信息的情況下，模糊控制的效果常優(yōu)于常規(guī)控制。模糊控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。

　　模糊控制系統(tǒng)一般按輸出誤差和誤差的變化對(duì)過(guò)程控制進(jìn)行控制，其首先將實(shí)際測(cè)量的精確量誤差e和誤差變化Δe經(jīng)過(guò)模糊處理而變換成模糊量，在采樣時(shí)刻k，定義誤差和誤差變化為：

　　式中：yr和yk分別表示設(shè)定值和k時(shí)刻的過(guò)程輸出；ek為k時(shí)刻的輸出誤差。用這些量來(lái)計(jì)算模糊控制規(guī)則，然后又變換成精確量對(duì)過(guò)程進(jìn)行控制。

　　3.2模糊控制器的設(shè)計(jì)

　　模糊邏輯控制器的設(shè)計(jì)主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：

　　(1)確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量；

　　(2)歸納和總結(jié)模糊控制器的控制規(guī)則；

　　(3)確定模糊化和反模糊化的方法；

　　(4)選擇論域并確定有關(guān)參數(shù)。

　　模糊化的設(shè)計(jì)，其解答往往不是惟一的，在很大程度上要運(yùn)用啟發(fā)式試探方法以求取得最佳的選擇。對(duì)于初始設(shè)計(jì)可先模擬，若控制性能達(dá)不到要求，則需要重新確定隸屬函數(shù)，有時(shí)甚至要重新確定輸入／輸出量。

　　3.2.1輸入／輸出量模糊子集及論域

　　模糊系統(tǒng)的輸入輸出變量有輸入功率變化量E；輸入上次步長(zhǎng)量A(n-1)；輸出步長(zhǎng)量A(n)。將語(yǔ)言變量E和A分別定義為8個(gè)和6個(gè)模糊子集，即：

　　E={NB，NM，NS，NO，PO，PS，PM，PB)

　　A={NB，NM，NS，PS，PM，PB}

　　式中：NB，NM，Ns，NO，PO，PS，PM，PB分別表示負(fù)大、負(fù)中、負(fù)零、正零、正小、正中、正大等模糊概念，并且它們的論域規(guī)定為14個(gè)和12個(gè)等級(jí)，即：

　　E={-6，-5，-4，-3，-2，-1，-0，+0，+1，+2，+3，+4，+5，+6)

　　A={-6，-5，-4，-3，-2，-1，+1，+2，+3，+4，+5，+6}

　　3.2.2 MPPT的模糊控制算法

　　圖5中e(n)表示第n時(shí)刻與第n-1時(shí)刻輸出功率之差的實(shí)際值；E(n)表示這個(gè)差值對(duì)應(yīng)于模糊集論域中的值；a(n)表示第n時(shí)刻步長(zhǎng)的實(shí)際值；A(n)表示這個(gè)步長(zhǎng)值對(duì)應(yīng)于模糊集論域中的值；Ke，Ka分別為量化因子。

　　通過(guò)對(duì)光伏電池輸出P與占空比D之間的特性曲線分析，并且考慮到外界環(huán)境因素對(duì)光伏電池輸出功率的影響，對(duì)實(shí)際仿真結(jié)果進(jìn)行調(diào)整得到的最終控制規(guī)則如表1所示。