向枯竭，无法满足人类对能源消费大规模增长需求另方面，虽然通过工业革命和化石能源大规模利用，人类创造了巨大物质文明和精神文明，科学技术得到了飞速发展，但同时也应当看到由于人类无节制不合理化石能源消耗所带来资源极大浪费和生态环境恶化等系列问题。目前，森林减少植被破坏水土流失土壤沙化水体污染，特别是由于化石能源燃烧后排放大量二氧化碳气体所造成温室效应，均已成为威胁人类生存重大问题，这引起了世界范围内各个国家广泛关注。面对这种严峻现实，人们开始思考和探索条经济文化和社会发展新思路，许多国家为此纷纷采取措施积极提高能源效率改善能源结构探索新能源和可再生能源利用，以期达到经济社会可持续发展目。这其中，开发新能源和可再生能源以替代日益枯竭化石能源就成为了决定未来人类社会经济发展最具影响力因素之，而在所有可再生能源中，太阳能作为种绿色能源，以其资源丰富无污染可再生等众铁氧体磁芯功能框图极驱动电路示意图内部功能方框图与基本单元电路脉宽调制控制原理各级工作波形图硬件电路控制框图蓄电池过压保护控制框图辅助电源欠压保护电路太阳电池工作原理太阳电池等效电路太阳电池特性曲线太阳电池特性曲线不同照下太阳电池特性曲线基本原理法寻优过稗最大功率点附近町能出现各种状况三点权位比较法中其他排列方式模糊控制器基本结构隶属度函数图图图图图图图图图图图图图图图图输入变量和变化时特性曲线法模糊运算过程模糊控制器结构框图主流程图基十模糊控制光电能量转换系统框图蓄电池电压判断了程序积分子程序除法子程序模拟太阳电池特性曲线模拟日照温度恒定时和实验室波形模拟臼照变化时和实验室波形模拟温度变化时。和实验室波形模拟日照变化时。和实验室波形模拟温度变化时和实验室波形日照强度为，时和户外波形日照强度变化时和户外波形诣钾””跎”船船船如凹印表格清单表输入与输出控制功能列应关系表模糊规则推理表表输出控制规则检索表表，太阳电池模块电性能参数独创性声明本人声明所呈交学位论文足奉人在导师指导下进行研究工作及取得研究成果。据我所知除了文中特别加以标志和致谢地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写垃研究成果，也不包含为获得盒胆工些左堂或其他教育机构学何或证书而使用过材料。与我同上作同志对本研究所做任何贡献均已在论文中作了明确说明并表示谢意。学位论文作者签字孚萨字日期勘疥。学位论文版权使用授权书月￡和本学位论文作者完全了解盒胆王些厶堂有关保留使用学位论文规定，有权保留井向国家有关部门或机构送变论文复印件和磁翥，允许论文被查阅或借阅。本人授权企壁些盘堂可以将学位论文全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文。保密学位论文在解密后适本授权书学位论文者签名勺貉签字日期。年占月，矿日学位论文作者毕业后去向作单位通讯地址导师签名苗羔誓签字日期町年占月日电话邮编致谢本课题研究是在茆美琴教授悉心指导下完成，在硕士研究牛三年理论学习课题研究和论文写作期间，茆老师给了我无私帮助和无微不至关怀，我所取得点点滴滴进步，无不倾注着她心血和汗水。在此谨向茆美琴老师表示晟诚挚谢意感谢余世杰老帅!余老师渊博学术知识严谨治学态度和务实科研作风使我受益匪浅，并将永远鼓励着我在今后学习和工作中继续奋发进取!感谢何慧若老师!在我就读研究生三年期间，何老师对我学习上指导生活上关怀与照顾令我终生难忘，在此向她表达我最衷心祝福!感谢沈禾粱教授!在课题进展全过程中，他精心指导严格要求，给了我很大帮助和启迪，向沈老师表示深深谢意!在研究生期间，苏建徽教授在学习课题研究和生活等各方面都给予给了我极大关心和帮助，在此刘苏老师表示发自内心由衷感谢!感谢史斌宁老师周毅人老师张国荣老师陈鸣老师郑寿森老师祁新梅老师杜晓荣老师傅诚老帅蔡庆玲老帅，我论文能够顺利完成，与这些老师深切关怀和悉心指导是分不开。在课题完成过程中，实验窒朱小强张志刚吴杰马志保齐发任祖德叶爱芹吴定国杜风付鞠洪新杜燕赵彦王飞汪海。等同学给予了我热情帮助和大力支持，在此，并向他们表示衷心感谢!感谢我父母从物质上精神上给予我支持和鼓戚，使我得以顺利完成学业。在我学习和工作中，他们永远是我最好精神支柱!晟后，向关心支持和帮助我所有师长亲人和朋友冉次表示我最衷心感谢!作者谢磊年月日第章绪论光伏技术及光伏产业发展进入世纪以来，随着世界人口持续增加经济高速发展，世界能源需求总量也正以惊人速度全面增长。传统以化石能源为主能源结构体系将发生剧烈变化方面，在未来二三十年中，以煤石油等为主化石能源消耗将达到个前所未有高峰期，化石能源将逐步走向枯竭，无法满足人类对能源消费大规模增长需求另方面，虽然通过工业革命和化石能源大规模利用，人类创造了巨大物质文明和精神文明，科学技术得到了飞速发展，但同时也应当看到由于人类无节制不合理化石能源消耗所带来资源极大浪费和生态环境恶化等系列问题。目前，森林减少植被破坏水土流失土壤沙化水体污染，特别是由于化石能源燃烧后排放大量二氧化碳气体所造成温室效应，均已成为威胁人类生存重大问题，这引起了世界范围内各个国家广泛关注。面对这种严峻现实，人们开始思考和探索条经济文化和社会发展新思路，许多国家为此纷纷采取措施积极提高能源效率改善能源结构探索新能源和可再生能源利用，以期达到经济社会可持续发展目。这其中，开发新能源和可再生能源以替代日益枯竭化石能源就成为了决定未来人类社会经济发展最具影响力因素之，而在所有可再生能源中，太阳能作为种绿色能源，以其资源丰富无污染可再生等众以达到跟踪电池太阳电池最大功率点目。模糊规则反模糊化匹配模糊运算控制主流程图图模糊控制器结构框图图为控制算法主流程图。在系统初始化时，占空比将被设定到然后逐渐增加。从图中可以看出，当工作点位于最大功率点左侧时，符号为负，而位于右侧时，符号为正。因此，对变换来说，当符号为负时应当减小变换占空比，而当符号为正时应增加变换占空比，以使工作点电压向着最大功率点处靠近。森理反模糊化厂成圭鬲“二晒蠹!输入计算图主流程图图为基于模糊控制光电能量转换系统方框图。控制程序通过机串行通信端口下载到单片机存储器中。太阳电池工作电压和输出电流经过单片机位转换器采样后转换为数字信号，通过嵌入于单片机中软件程序计算后将得到太阳电池功率误差误差变化率以及占空比信号变化幅值大小。图基于模糊控制光电能量转换系统框图第五章系统软件程序结构系统软件结构本系统软件程序结构主要由以下几个部分组成中断子程序系统电压电流等参数采样时间为，每进入次中断子程序，即完成次对这些参数采样。蓄电池电压判断子程序当中断到后执行，完成对蓄电池端电压采样，从而判断是否要对蓄电池进行过充和过放保护。子程序当蓄电池过压时将采样所得实际电压与软件中给定电压相比较，得到误差通过带余数运算后去控制太阳电池给定电压，从而控制太阳电池能量输出以达到稳定蓄电池电压始终稳定在过压保护点目。除法子程序其作用是配合子程序以共同完成对蓄电池过压保护功能。状态判断子程序其作用是完成对太阳电池电压采样，采样所得太阳电池电压值将用于计算太阳电池在该时刻输出功率。太阳电池电流检测子程序通过对太阳电池侧电流采样，对系统进行过流保护，同时采样所得太阳电池电流值将用于计算太阳电池在该时刻输出功率。散热器温度检测子程序完成对散热器温度实时检测，以决定是否要启动风扇对系统进行散热。子程序其作用主要是完成对太阳电池阵列最大功率跟踪，提高太阳电池能量利用率，其流程可参见图。控制系统程序流程以下是上述几个主要部分程序流程图蓄电池电压判断子程序图蓄电池电压判断予程序子程序“否限“图刚积分子程序除法子程序图除法子程序先设被除数为正判断被除数是否为正不是则需调整为相应正数表示进行除法运算将商送入余数送入商是否为正，不是则需调整”卜剐麓。!第六章实验结果及分析模糊控制方式实验效果对比分析实验采取了实验室模拟和户外实际测试相结合方式，在实验室里输入电源采用了电压源与滑动变阻器相串联方式以近似模拟太阳电池阵列工作特性，而在进行户外测试时则选取了两块由无锡尚德公司生产型号为太阳电池模块组成阵列作为系统输入，其主要性能参数如下表表叫太阳电池模块电性能参数开路电压短路电流最佳工作点电压最大功率点电流豫最大功率组件实际效率趴艏首先简述下之所以可以采用电压源和变阻器串联以模拟太阳电池阵列理由观察图，可以看出当改变滑动变阻器阻值时，对应短路电流大小发生了改变，而开路电压未变，而这时最大功率点电压仍为。，与实际日照变化时太阳电池功率点变化情况基本相符观察图，可以看出当改变电压源输入电压时，相应短路电流和开路电压均发生了改变，而这时最大功率点电压由。变化到。，与实际温度变化时太阳电池功率变化情况基本相符，只是由于采用是电压源实际太阳电池可以看作是电压源与电流源组合这时对应工作点电流也发生了定变化而己。图模拟太阳电池特性曲线变化时变化时负载选取采用了两节密封阀控铅酸蓄电池串联形式。实验对比了本文中所设计模糊控制方式和定步长扰动观察法方式效果，得到实验结果如图图所示。图模拟日照温度恒定时。和实验室波形模糊控制扰动观察法图模拟日照变化时。和实验室波形模糊控制扰动观察法图模拟温度变化时。和实验室波形模糊控制扰动观察法图模拟日照变化时和实验室波形模糊控制扰动观察法图模拟温度变化时。和实验室波形模糊控制扰动观察法由图图可以看出无论是在温度变化还是在同照强度变化时，本文中所设计模糊控制跟踪效果均优于采用传统扰动观察法跟踪效果，具体表现在较之定步长扰动观察法，功率寻优时间缩短相比定步长扰动观察法，由于在最大功率点附近处电压扰动量小，功率损失也较小。图日照强度为，时和户外波形模糊控制扰动观察法铁氧体磁芯功能框图极驱动电路示意图内部功能方框图与基本单元电路脉宽调制控制原理各级工作波形图硬件电路控制框图蓄电池过压保护控制框图辅助电源欠压保护电路太阳电池工作原理太阳电池等效电路太阳电池特性曲线太阳电池特性曲线不同照下太阳电池特性曲线基本原理摘要光伏充电系统是利用太阳电池光伏效应发电，并通过专用控制器给蓄电池充电系统。该系统涉及到光电控制理论等多个学科。由于太阳电池阵列输出功率将会显著地随着目照条件大气条件包括云层遮挡局部表面反射力以及环境温度等变化而改变。因此，为了使整个系统效率达到最大化，就应该让太阳电池始终工作于最大功率点处。本文针对太阳电池工作特性，通过对现有最大功率控制方法，诸如恒定电压跟踪扰动观察法以及增量电导法等多种控制方式特点分析，提出了种基于模糊集合理论新型最大功率点跟踪控制策略，以达到改善能量转换效率目。系统将基于语言规则模糊算法所描述控制器控制策略应用于降压斩波器中以实现对控制。算法是通过位单片机来完成。本文设计这套高效光伏充电控制系统具有各种完善保护措施，诸如过流保护蓄电池欠压过压保护及过热保护等。系统实验结果证实了采用模糊控制最大功率跟踪效果要优于采用其它控制方式时跟踪效果。关键词太阳电池阵列变换