【正文】 陽能陣列輸出的功率，并觀察擾動前后太陽陣列輸出功率和電壓的變化，以決定下一周期的擾動方向，當擾動方向正確時太陽能光電板輸出功率增加，下一周期繼續(xù)朝同一方向擾動，反之，當太陽能光電板輸出功率減少時，表示擾動方向錯誤，下一周期朝反向擾動，如此反復進行著擾動與觀察來使太陽能光電板輸出達最大功率點。如在曲線的右側。如果減小則改變原擾動方向。為本設計所采用。由于在最大功率點時須滿足dP/dl=0，因此可求出在最大功率點時的輸出功率與輸出電流的關系為:Pmax=a*Pmax*ln[a*I*I/(PmaxI*I*Rs)]I*I*Rs 33其中a=KTA/q 34由于此種方法是以數(shù)學模型的推導為出發(fā)點，來求出最大功率點的近似直線，因此太陽能電池的各項參數(shù)的正確性是以此法來實現(xiàn)最大功率點追蹤時的關鍵。如果不符合則改變電壓的擾動方向。由于電壓回授法無法隨環(huán)境條件的改變自動跟蹤到最大功率點，因此功率回授法加入了輸出功率對電壓變化率的判斷，以便能適應大氣的變化而達到最大功率點跟蹤，也就是改變輸出功率判斷此時是否dP/dV=0，當dP/dV=0時即是為操作在最大功率點。本節(jié)將針對目前已提出的各類最大功率點跟蹤法加以探討分析，分析其工作原理及優(yōu)缺點最后提出一種改進算法。太陽陣列的電壓與電流是非線性的關系，在不同的日照強度、溫度，或者因組件老化及光電材料等因素下，會影響太陽陣列的輸出功率。圖8溫度變化時太陽電池的特性曲線圖9日照強度變化時太陽電池的特性曲線從上面兩圖可以看出太陽能電池在日照強度溫度的影響下，顯示出的強烈的非線性特性。由于光伏陣列的輸出的特性強烈地隨日照強度溫度的影響，下面來分析在這兩種條件變化的情況下光伏陣列的特性曲線。正是由于諸多的難以預知因素影響著光伏陣列的輸出，使得實際系統(tǒng)中必須有一個適配器，來保證電源和負載之間的和諧，高效，穩(wěn)定的工作狀態(tài)。另一種是通過軟件上的模糊控制算法代替數(shù)字控制器的控制算法的模糊控制器，這種模糊控制器對資源開銷少，靈活性高，應用范圍比較廣，是目前模糊控制應用的主流。因此，模糊控制器相當于是一種語言控制器。相信隨著高性能模糊控制器的發(fā)展，它所存在的不足將會得到彌補，達到所期望的效果。模糊控制基于隸屬度函數(shù)和模糊合成法則等思想上，巧妙地綜合了人們的直覺經(jīng)驗，實現(xiàn)了在經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論不太奏效場合的自動化控制，模糊控制實現(xiàn)的是對系統(tǒng)的定性描述。采用這種控制方式的最大優(yōu)點是結構簡單，使用方便，可不需要被控對象的模型參數(shù)，直接根據(jù)偏差進行調節(jié)，但當對象比較復雜時，便難以取得滿意的控制效果。在實現(xiàn)過程中，計算機先把采集到的控制信息經(jīng)語言控制規(guī)則進行模糊推理和模糊決策，求得控制量的模糊集，再經(jīng)模糊判決得出輸出控制的精確量，作用于被控對象，使被控過程達到預期的控制效果。1974年，并把它應用于鍋爐和蒸汽機的控制，在實驗室獲得成功。由圖可以看出，其布線簡單，結構清晰，能在電力系統(tǒng)中能實現(xiàn)真正的分散控制。(7)CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下，具有自動關閉總線的功能，切斷它與總線的聯(lián)系，以使總線上的其他操作不受影響。(5)傳輸速度快，最高達1Mb/s(通信距離為40m)，傳輸距離長，最長達10km。理論上可達2000個。CAN網(wǎng)具有很多適合于分布式實時控制系統(tǒng)應用的特點:(1)真正的多主從工作系統(tǒng)，任何一個節(jié)點在任何時刻都可主動向網(wǎng)絡發(fā)送信息，而不分主從，通訊方式靈活。FMS型適用于紡織、樓宇自動化可編程控制器、低壓開關等。PROFIBUS支持主從方式、純主方式、多主多從通信方式。Lon works支持多種物理介質并支持多種拓撲結構，組網(wǎng)方式靈活，其IS一78本安物理通道使得它可以應用于危險區(qū)域。個CPU完成051模型第一和第二層的功能，稱為介質訪問處理器。它采用了051參考模型全部的七層協(xié)議結構。各節(jié)點可隨時發(fā)送消息。 CAN總線控制局域網(wǎng)(CANCONTROLLERAR五ANETWORK)總線最早是由德國Boshc公司推出，用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。物理傳輸介質可為雙絞線、光纜和無線，其傳輸信號采用曼切斯特編碼?；饡F(xiàn)場總線FF是在過程自動化領域得到廣泛支持和具有良好發(fā)展前景的一種技術。在過程自動化領域，主要有過渡型的HART協(xié)議、得到廣泛支持的基金會現(xiàn)場總線FF(Foundation Fieldbus)協(xié)議以及同樣較有競爭力的過程現(xiàn)場總線PROFIBUS(Process Field Bus)協(xié)議?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)具有開放性的通信協(xié)議系統(tǒng)，系統(tǒng)的開放性決定了它具有互操作性和互用性。在一般的FCS系統(tǒng)中，遵循一定現(xiàn)場總線協(xié)議的現(xiàn)場儀表可以組成控制回路，使控制站的部分控制功能下移分散到各個現(xiàn)場儀表中。現(xiàn)場總線以數(shù)字信號取代模擬信號，在C3技術即計算機(Computer)、控制(Control)、通信(Communieation)的基礎上，大量現(xiàn)場檢測與控制的信息就地采集、就地處理、就地使用，許多控制功能從控制室移至現(xiàn)場設備，一大批數(shù)字化、智能化的高新技術產(chǎn)品應運而生，自動化儀表與控制系統(tǒng)以嶄新的面貌呈現(xiàn)在廣大用戶面前。最理想的軟開通過程:電壓先下降到零后，電流再緩慢上升到通態(tài)值，所以開通損耗近似為零。目前所研究的軟開關技術不再采用有損緩沖電路，而是真正減小開關損耗，而不是開關損耗的轉移。使開關關斷前其電流為零，則開關關斷時也不會產(chǎn)生損耗和噪聲，這種關斷方式稱為零電流關斷，簡稱零電流開關。如果不改善開關管的開關條件，其開關軌跡很可能會超出安全工作區(qū)，導致開關管的損壞。電壓下降/上升和電流上升/下降波形有交疊，致使器件的開通損耗和關斷損耗隨開關頻率的提高而增加，因而開關損耗大。所以功率變換是其核心部分，主要由開關電路和控制器組成。在此期間，靠濾波電容CO維持輸出電壓基本不變。(3)升降壓型變換器輸出電壓即可低于輸入電壓，也可高于輸入電壓，通常由前兩種類型的變換器串聯(lián)組成，也稱為BuckBoost型變換器。如果按照輸入、輸出電壓的大小分，DC/DC變換器可以分為:(1)降壓型變換器輸出電壓低于輸入電壓，即U。因此，必須在太陽電池和負載之間加入阻抗變換器，使得變換后的工作點正好和太陽電池的最大功率點重合，使太陽電池以最大功率輸出，這就是所謂的太陽電池的最大功率跟蹤。如上圖所示太陽電池具有明顯的非線性，太陽電池的輸出受日照強度，電池結溫等因素的影響。當太陽輻射強度減小時，方陣工作電流開始略有增加隨后線性下降。圖3為某典型日太陽輻射強度、方陣工作電壓和工作電流的瞬時變化。Rsh并聯(lián)電阻。 Aq電子電荷:*IOe19eK玻爾茲曼常數(shù)。2 相關技術概述光伏陣列是將太陽能轉換成電能的器件，其輸出的IV特性強烈地隨日照強度S和溫度T變化，其等效電路如圖2所示:圖2光伏陣列的等效電路由于器件響應時間與絕大多數(shù)光伏系統(tǒng)的時間常數(shù)相比微不足道，因此結電容Cj在光伏陣列的理論分析中加以忽略。(4)以雙MCU為核心對DC/DC、MPPT、蓄電池充放電進行控制的一套軟硬件控制系統(tǒng)。本課題所作的主要工作就是利用太陽能電池的伏安特性，通過調節(jié)太陽電池陣的工作點來自動跟蹤太陽電池陣的最大功率點，以獲得最大功率。這表明太陽電池最大功率點對應的電壓也隨環(huán)境溫度的變化而變化。人們發(fā)現(xiàn)陣列可能提供最大功率的那些點，如a’、b‘、c，、d‘、e‘點連起來幾乎落在同一根垂直線的鄰近兩側，這就有可能把最大功率點的軌跡線近似地看成電壓U=Um的一根垂直線，亦即只要保持陣列的出端電壓為常數(shù)，就可以大致保證陣列輸出在該一溫度下的最大功率，于是最大功率點跟蹤器簡化為一個穩(wěn)壓器，這就是CVT的理論依據(jù)。在pn結電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。本課題從太陽能電池的光伏特性出發(fā)，對于如何提高太陽能電池的能量轉換效率，進行了有益的探討。從發(fā)電、取暖、供水到各種各樣的太陽能動力裝置，其應用十分廣泛，在某些領域，太陽能的利用已開始進入實用階段。 Asymmetrical Class D Converter目錄1 緒論 1 1 1 22 相關技術概述 4 4 BuckBoost型開關穩(wěn)壓電路 6 PWM軟開關技術 7 9 133實現(xiàn)太陽陣峰值功率的MPPT算法及實現(xiàn) 16 16 17 204基于模糊邏輯控制的最大功率跟蹤系統(tǒng) 22 22 22 245總結 26參考文獻 28致謝 291 緒論長期以來，人們就一直在努力研究利用太陽能。最大功率點跟蹤。從太陽能電池的光伏特性出發(fā),來研究如何提高太陽能的轉換效率無疑是很有現(xiàn)實意義的。在未來,太陽能電池的應用有著良好的發(fā)展前景。關鍵詞 光伏電池。 MPPT。特別是在近10多年來，在石油可開采量日漸見底和生態(tài)環(huán)境日益惡化這兩大危機的夾擊下，太陽能的利用受到許多國家的重視，大家正在競相開發(fā)各種光電新技術和光電新型材料，以擴大太陽能利用的應用領域。光伏系統(tǒng)