基于有限时间模糊滑膜控制的光伏系统最大功率追踪方法
专利汇可以提供基于有限时间模糊滑膜控制的光伏系统最大功率追踪方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于有限时间模糊滑膜控制的光伏系统最大功率追踪方法，首先将光伏系统的最大功率追踪问题重新诠释在奇异非线性系统的模型 框架 下。接着，使用T‑S模糊建模的方法，选取6个模糊集对奇异非线性系统进行模糊后，得到奇异T‑S模糊系统。进而设计有限时间模糊滑膜 控制器 ，并求出光伏系统到达滑膜面的时间。基于该求解的时间区间的 基础 上，进一步求解当光伏控制系统到达滑膜面的时候，系统实现最大功率追踪的误差界限。本发明可以实现具有外部扰动下的光伏系统在有限时间内实现最大的功率追踪，提高 光伏发电 效率，具有广阔的市场应用前景。，下面是基于有限时间模糊滑膜控制的光伏系统最大功率追踪方法专利的具体信息内容。
1.一种基于有限时间模糊滑膜控制的光伏系统最大功率追踪方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：搭建太阳能光伏发电实验系统；其中，所述太阳能光伏发电实验系统包括光伏发电板、最大功率参考电压计算装置、有限时间最大功率追踪模糊滑膜控制器、DC/DC变流器以及负载；
步骤S2：根据物理学原理，建立具有最大功率追踪问题的太阳能光伏发电系统数学模型，并表达为奇异系统模型；
步骤S3：基于所述数学模型，设计有限时间模糊滑膜控制器；
步骤S4：求出闭环控制系统到达滑膜面的时间T*；
步骤S5：求出闭环控制系统在时间T*时刻的最大功率参考电压误差值；
其中，步骤S2中，建立具有最大功率追踪问题的太阳能光伏发电系统数学模型如公式(1)所示：
式中，L和C0是变换器内部的电感与电容；u表示占空比取值u∈[0，1]， 和vpv分别是太阳能光伏的输出电流与输出电压； 是负载电流； 是最大功率追踪的
参考电压误差；np和ns分别是并行发电单元与串级发电单元的数量； 其-19
中电子储能q＝1.6×10 C，是结构性的特征参数取值在u∈[1，5]，玻尔兹曼常数K＝
1.3805×10-23J/OK，T是太阳能光伏温度；I仃是逆饱和电流； 表示最大功率追踪的参考电压。
2.根据权利要求1所述的一种基于有限时间模糊滑膜控制的光伏系统最大功率追踪方法，其特征在于：步骤S2中，表达为奇异系统模型具体包括以下步骤：
步骤S21：定义
z5＝vdc， 其中，vdc表示输出负载电压，vpv表示太阳能光伏的输出电压，并选择z1-z6作为模糊前件变量后，考虑输出电压vdc存在外部的干扰ω(t)，并且假定这种干扰是有界的，满足 δ表示扰动的上界；
步骤S22：将所述具有最大功率追踪问题的太阳能光伏发电非线性系统通过以下的奇异T-S模糊模型来近似表达：
式中， z(t)＝[z1，z2，…，
z6]，Al和Bl是最大功率追踪问题的太阳能光伏发电系统数学模型在z1-z6进行线性化得到的系统矩阵，
g表示模
糊集数量，r表示模糊规则数量。
3.根据权利要求1所述的一种基于有限时间模糊滑膜控制的光伏系统最大功率追踪方法，其特征在于：步骤S3中，所述有限时间模糊滑膜控制器具有以下形式：
u(t)＝ub(t)+uc(t) (4)
式中， Kl
是模糊控制器增益， {l，p}代表模糊集，有T是
预先给定的有限时间周期，αmin(*)代表矩阵*的最小的秩，||*||代表矩阵*的范数，sgn(*)是切换的符号函数，具体的定义如下：
其中，s(t)是积分滑膜面函数，定义如下：
其中，G是一个给定的矩阵使得GBl是正定的矩阵。
4.根据权利要求1所述的一种基于有限时间模糊滑膜控制的光伏系统最大功率追踪方法，其特征在于：步骤S4具体为首先定义如下函数：
对上述函数求导后得到：
基于上式得到如下的有限时间T*：
式中，μp表示控制器模糊隶属度函数，Bp表示控制输入矩阵。
5.根据权利要求1所述一种基于有限时间模糊滑膜控制的光伏系统最大功率追踪方法，其特征在于：步骤S5具体包括以下步骤：
步骤S51：将有限时间模糊滑膜控制器的表达式带入具有最大功率追踪问题的太阳能光伏发电非线性系统的奇异T-S模糊模型中，得到：
式中，Kp表示模糊控制器增益；
步骤S52：建立如下的函数：
2×2 1×2
式中， P1∈R 是对称正定矩阵，矩阵P2∈R ，P3是一个标量，以上的
T T
定义能够保证EP＝PE≥0；
步骤S53：建立以下辅助函数：
式中，X(t)＝[xT(t) ωT(t) ρ(t)sgn(s(t))]T；
Sym(*)＝(*)T+(*)，(*)是一个矩阵；表示对角矩阵的转置，τ表示一个大于零的标量；
步骤S54：令Wll＜0，1≤l≤r；Wlp+Wpl＜0，1≤l＜p≤r，那么会使得J(t)＜0，那就是：
其中，Wll和Wpl是增广的矩阵，
对以上的不等式左乘和右乘e-τt，并且从0到t∈[0，T*]进行积分，得到：
式中，
步骤S55：由式(11)得到：
e-τtV2(t)≥e-τT*xT(t)ETPx(t) (15)；
由(14)和(15)得到：
步骤S56：切分状态变量x(t)为：
其中
步骤S57：根据公式(11)、(16)以及(17)得到：
进一步定义如下：
式中，R1表示给定的对称正定矩阵，c1表示系统的零初始界限；根据(18)和(19)得到：
步骤S58：计算状态变量 的有界限如下：
基于公式(10)得到：
其中，
因此最大功率追踪参考电压误差∈pv可以计算如式(20)：
基于公式(20)、公式(21)与公式(22)得到：
基于有限时间模糊滑膜控制的光伏系统最大功率追踪方法
技术领域
背景技术
发明内容
其中电子储能q＝1.6×10-19C， 是结构性的特征参数取值在u∈[1,
5]，玻尔兹曼常数K＝1.3805×10-23J/OK，T是太阳能光伏温度；Irs是逆饱和电流； 表示最大功率追踪的参考电压。
vdc， 其中，vdc表示输出负载电压，vpv表示太阳能光伏的输出电压，并选择z1-z6作为模糊前件变量后，考虑输出电压vdc存在外部的干扰ω(t)，并且假定这种干扰是有界的，满足 δ表示扰动的上界；
g表示模
糊集数量，r表示模糊规则数量。
控制器增益， {l，p}代表模糊集，有T 是预先
给定的有限时间周期，αmin(*)代表矩阵*的最小的秩，||*||代表矩阵*的范数， sgn(*)是切换的符号函数，具体的定义如下：
具体实施方式
其中电子储能q＝1.6×10-19C， 是结构性的特征参数取值在u∈[1,
5]，玻尔兹曼常数K＝1.3805×10-23J/OK，T是太阳能光伏温度；Irs是逆饱和电流； 表示最大功率追踪的参考电压。
vdc， 其中，vdc表示输出负载电压，vpv表示太阳能光伏的输出电压，并选择z1-z6作为模糊前件变量后，考虑输出电压vdc存在外部的干扰ω(t)，并且假定这种干扰是有界的，满足 δ表示扰动的上界；
g表示模
糊集数量，r表示模糊规则数量。
控制器增益， {l,p}代表模糊集，有T 是预先
给定的有限时间周期，αmin(*)代表矩阵*的最小的秩，||*||代表矩阵*的范数，sgn(*)是切换的符号函数，具体的定义如下：
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