I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7 ,   p p .   3 45 4 ~ 3 4 6 6   I SS N:  2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ec e. v 7 i6 . p p 3 45 4 - 346 6          3454       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   VH DL  Ba sed M a x i m u m   Pow er P o int  Tra c k ing  of  P h o tov o ltaic  Using  F u zz y  Lo g i c Control       Do a a   M .   At ia 1 H a na a   T .   E l - m a da ny 2   De p a rtme n o f   P h o t o v o lt a ic Ce ll s ,   El e c tro n ics   Re se a rc h   In stit u te       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct   1 8 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Ma y   30 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J u n   15 ,   2 0 1 7       It  is  im p o rtan to   h a v e   a n   e ff icie n m a x i m u m   p o w e p o in trac k in g   (M P P T )   tec h n iq u e   to   i n c re a se   th e   p h o to v o lt a ic  ( P V g e n e ra ti o n   sy ste m   o u tp u e ff ici e n c y .   T h is  p a p e p re se n ts  a   d e sig n   o f   M P P T   tec h n i q u e f o r   P V   m o d u le   to   i n c re a se   it e ff icie n c y .   P e rtu r b   a n d   Ob se rv e   m e th o d   ( P & O),  i n c re m e n tal  c o n d u c tan c e   m e th o d   (IC),   a n d   F u z z y   lo g ic  c o n tro ll e (F L C)  tec h n iq u e a re   d e sig n e d   to   b e   u se d   f o M P P T .   A lso   F L is  b u il u sin g   M AT LAB/  S IM UL INK   a n d   c o m p a re d   w it h   th e   F L to o l b o x   e x isted   in   th e   M AT LAB   li b ra ry .   F L d o e n o t   n e e d   k n o w led g e   o f   th e   e x a c m o d e o f   th e   s y ste m   so   it   is  e a s y   to   im p le m e n t.   A   c o m p a riso n   b e tw e e n   d if f e r e n t   tec h n iq u e sh o w th e   e ffe c ti v e n e ss   o f   th e   f u z z y   lo g ic   c o n tr o ll e tec h n i q u e s.    F i n a ll y ,   th e   p ro p o se d   F L is   b u i lt   i n   v e ry   h ig h   sp e e d   in teg ra ted   c ircu i d e sc rip ti o n   lan g u a g e   (V HD L ).   T h e   si m u latio n   re su lt o b tain e d   w it h   IS De sig n   S u it e   1 4 . 6   so f t w a re   sh o w   a   sa ti s f a c to r y   p e r fo rm a n c e   w it h   a   g o o d   a g re e m e n c o m p a re d   to   o b tain e d   v a lu e f ro m   M ATLA B/S IM UL IN K.  T h e   g o o d   trac k in g   e ff ici e n c y   a n d   ra p id   re sp o n se   t o   e n v iro n m e n tal  p a ra m e ters   c h a n g e a r e   a d o p te d   b y   th e   sim u latio n   re su l ts.   K ey w o r d :   Ma x i m u m   p o w er   p o in t r ac k i n g   ( MP PT)   P h o to v o ltaic  ( P V)   Fu zz y   l o g ic  c o n tr o ller   ( F L C )   Ver y   h i g h   s p ee d   i n te g r at ed   C ir cu it  h ar d w ar d escr ip tio n   l an g u a g ( VHD L )   Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Han aa   T .   E l - m ad an y   Dep ar te m en t   o f   P h o to v o ltaic  c ells ,   E lectr o n ics R e s ea r ch   I n s tit u te,   E lT ah r ir   Str. ,   Do k k i,  Giza ,   E g y p t.   E m ail:  h an aa _ to lb a@ er i. s ci. eg       1.   I NT RO D UCT I O N   A p r ese n w o r ld w id h a v a n   en er g y   cr i s is   s o   th at  r e n e wab le  en er g y   is   n ec es s ar y   s o lu tio n   to   co n v e n tio n al  r e s o u r ce s   p r o b lem s   [ 1 ] .   P h o to v o ltaic  ( P V)   en er g y   i s   h i g h l y   r ec o m m en d ed   in   elec tr ical  p o w er   ap p licatio n s .   I t i s   cr u cial   to   o p er ate  th P s y s te m s   n ea r   t h m ax i m u m   p o w er   p o in t to   in cr ea s th e   P s y s te m   ef f icien c y . Ho w e v er ,   t h n o n l in ea r   n at u r o f   P Var r ay   d ep en d s   o n   t h ar r a y   ter m i n al  o p er atin g   v o lta g e.   T h er ef o r e,   th tr ac k i n g   co n tr o o f   t h m ax i m u m   p o w er   p o i n i s   co m p licated   p r o b le m .   T o   o v er co m th e s p r o b lem s ,   m an y   co n v e n tio n a l   tr ac k in g   co n tr o s tr ateg ie s   h av b ee n   p r o p o s e d   s u c h   a s   p er tu r b   an d   o b s er v [ 2 ] , [ 3 ] ,   in cr em e n tal  co n d u c tan ce   [ 4 ] ,   p ar asit ic  ca p ac itan ce   [ 5 ] ,   co n s tan v o lta g [ 5 ] ,   th h ill   cli m b in g   s tr ate g y   [ 6 ] .   I n tellig e n t M P P T   c o n tr o ller   tech n iq u es,  s u c h   a s   n eu r al  n et w o r k   ( NN)   an d   f u zz y   lo g ic  ( FL )   m et h o d s ,   h a v e   b ee n   d ev elo p ed   [ 7 ] - [ 1 8 ] .     Usi n g   F u zz y   lo g ic  m et h o d s   f o r   m a x i m u m   p o w er   p o in d eter m in a tio n   o f   s o lar   ar r ay   h as  g o o d   s tab ilit y   a n d   h i g h   r esp o n s r ate.   No w ad a y s ,   f u zz y     b ased   [ 6 ] , [ 7 ]   r esear ch es  h av b ee n   p u b lis h ed     d u to its   g o o d   p er f o r m an ce   a n d h i g h   ac cu r ac y .   Field   p r o g r a m m ab le  g ate  ar r ay s   ( FP G A s )   ar   d ig ita in teg r ated   cir cu i ts   th at   co n tai n   s ev er al  m il li o n s   o f   p r o g r a m m ab le  l o g ic  b lo ck s   co n n ec t ed   to g eth er   w it h   co n f i g u r ab le   in ter co n n ec tio n s .   FP GA  is   u s ed   f o r   h ar d w ar i m p le m e n tat io n     f o r   m a n y   ap p licatio n s   esp e ciall y   FLC b ec au s o f     th r eq u ir ed   h ig h   s p ee d   an d   p ar allel  p r o ce s s in g   o f   f u zz y   lo g ic  ap p licatio n s   [ 1 9 ] , [ 2 0 ] .     T h p ap e r   is   o r g an ized   as  f o llo w s .   I n   s ec tio n   2 ,   th s ta n d - alo n P s y s te m   is   p r esen ted   w h ich   d escr ib es  th P s y s te m   a n d   th DC DC   b o o s co n v er t er   m ath e m atica m o d eli n g   a n d   d esig n .   T h en ,   p r o p o s ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       V HDL  B a s ed   Ma ximu P o w er P o in t Tr a ck in g   o f P h o to vo lt a ic  Usi n g   F u z z Lo g ic  C o n tr o l ( Do a a   M.  A tia )   3455   MP PT  co n tr o s tr ateg ies  ar r ep o r ted   in   s ec tio n   3   w h ic h   ex p lain s   t h p er tu r b   an d   o b s er v e,   in cr e m en ta co n d u ctan ce ,   an d   f u zz y   lo g i co n tr o ap p r o ac h .   T h s i m u latio n   r es u lts   an d   d i s cu s s io n   ar ill u s tr ated   i s ec tio n   4   an d   s ec tio n   5   r esp ec tiv el y .   Fin a ll y ,   Sec tio n   6   co n tai n s   co n cl u s io n   o f   t h is   w o r k .       2.   M P P T   I ST A ND - AL O N E   P SYST E M S   T h P s tan d - alo n s y s te m   c o m p r i s es  o f   P m o d u le,   MP PT  co n tr o u n it,  DC /D C   co n v er ter   an d   th r eq u ir ed   lo ad   as  s h o w n   i n   F i g u r e   1.   T h P m o d u le  u n d e r   test   h a s   7 5 W   as  m ax i m u m   p o w er ,   4 . 4 A   a s   m ax i m u m   c u r r en a n d   1 7 . 7 as  m a x i m u m   v o lta g e.   T h DC /D C   b o o s co n v er ter   is   u s ed   w h er th p r o p o s ed   s y s te m   o p er ates  at  4 8   DC   v o ltag e.   P er tu r b atio n   an d   o b s er v atio n ,   I n cr e m e n tal  co n d u c tan c e,   an d   Fu zz y   lo g i c   co n tr o m et h o d   ar k n o w n   as  MP PT   alg o r ith m s   f o r   P s y s t e m s   w h ic h   ar w id el y   u s ed .                         Fig u r 1 .   P s tan d - alo n s y s te m   s c h e m e       2 . 1 .   P ho t o v o lt a ic  g ener a t o m o d el   s o lar   ce ll   co n v er ts   e n er g y   i n   t h s u n li g h p h o to n s   in to   e le ctr icit y .   P m o d u le s   co n s is t   o f   g r o u p   o f   P ce lls   co n n ec ted   in   s er ies.   P Vm o d u le s   ar in ter co n n ec t ed   in   s er ies - p ar allel  co n f ig u r atio n   to   f o r m   P V   ar r ay s .   T h eq u atio n   th at  d esc r ip es th I - c h ar a ter is tic s   o f   P ar r ay   ca n   b ex p r ess ed   as  f o ll w s   [ 2 1 ] :     1 ) ( e x p t S o L PV V IR V I I I                                                                                     ( 1 )       w h er I PV   i s   t h o u tp u c u r r en o f   P ( A ) ,   I L   is   t h li g h g en er ated   cu r r e n ( A )   ,   I o   is   th r ev ese   s atu r at io n   cu r r en t a t o p er ati n g   te m p er at u r ( A ) , V   is   t h o u tp u v o lta g o f   P ( V)   an d   V t   is   th e   th er m a l v o lta g e.   T h s o lar   in s o latio n   v ar iatio n   ef f ec t o n   P m o d u le  i s   s t u d ied   in   Fi g u r 2 .           Fig u r 2 .   I ch ar ac ter is tic  cu r v o f   P m o d u le       2 . 2 .   B o o s t   Co nv er t er     Fo r   P s y s te m s ,   DC - D C   co n v er ter   i s   u s ed   to   r eg u late  DC   v o ltag e.   T h r eg u latio n   is   n o r m all y   ac h iev ed   b y   p u ls e   w id t h   m o d u latio n   tec h n iq u e   u s i n g   MO S F E T   o r   I GB T   as a   s w itc h i n g   ele m en t.  B y   ad j u s ti n g       DC/  DC  Co n v e rter   L o a d   M P P T   Co n tr o u n it   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 5 4     3 4 6 6   3456   th P W d u t y   c y c le,   m a x i m u m   p o w er   w i ll  b c h a n g ed   a n d   th e   m a x i m u m   p o w er   p o i n i s   r ea ch ed .   T h m at h e m a tical  m o d elli n g   o f   t h e   co n v er etr   in   co n ti n u o u s   co n d u ctio n   m o d is   g i v en   b y   [ 2 2 ] :       D V V i o 1 1                                                                                                                                                  ( 2 )     =                                                                                                                                ( 3 )     =                                                                                                                             ( 4 )     w h er e   C F R   i s   th c u r r en r ip p l f ac to r ,   VRF   is   th v o ltag r i p p le  f ac to r ,   f s is   th s w itc h i n g   f r eq u en c y ,   a n d   D   is   th d u t y   c y cle.   B y   d esig n i n g   o f   p r o p o s ed   DC - D C   b o o s co n v er ter   u n d er   th m a x i m u m   p o w er   7 5 W ,   th v alu o f   in d u c to r   an d   ca p ac ito r   ar 5   m an d   1 0 0   µF  r esp ec tiv el y .       3.   M P P T   CO NT RO L   S T RA T E G Y   T h er ar m a n y   MP P T   alg o r i th m s   h a v b ee n   d ev elo p ed   an d   i m p le m en ted   b y   r esear ch er s   [ 2 ] - [ 1 8 ] .   T h MP PT   alg o r ith m s   u s ed   i n   t h is   w o r k   ar P er tu r b   a n d   Ob s er v m et h o d   ( P & O) ,   in cr e m en tal  co n d u cta n ce   m et h o d   ( I C ) ,   an d   f u zz y   lo g ic  m et h o d .   T h ese  m et h o d s   w ill b d is cu s s ed   b elo w   in   d etail.     3 . 1 .   M P P T   co ntr o w it h per t urb a nd   o bs er v m et ho d   T h m ain   co n ce p o f   p er tu r b   an d   o b s er v m et h o d   is   to   d r iv th s y s te m   to   o p er ate  in   t h d i r ec tio n   o f   in cr ea s i n g   P o u tp u p o w er .     I f   th o u tp u p o w er   in cr ea s e s ,   th en   th p er tu r b atio n   o f   th v o ltag is   m ad in   th s a m e   d ir ec tio n   o th er w i s p er tu r b atio n   ag a in s t h o r i g i n al  d ir ec tio n   s h o u ld   b m ad e .   Fi g u r 3   s h o w s   th e   f lo w ch ar t o f   P & tech n iq u e.   T h f o llo w i n g   eq u atio n   d escr i b es th s tr ate g y   o f   th P & te ch n iq u [ 2 ] .                            > 0 ;                                               = + dD                                                            ( 5 )                                  < 0 ;                                               = dD                                                                                            ( 6 )                                                     Fig u r 3 .   Flo w c h ar t o f   P & al g o r ith m     S tar t   M e a s u r ing   V ( n ) ,   I ( n)   C a l c ul a te  P o we r   P ( n)   P ( n )   -   P ( n - 1)   =   0   P ( n )   -   P ( n - 1)   >   0     V( n ) - V( n - 1)   <   0     V( n ) - V( n - 1)   >   0     = D+ Δ D     =   D - ΔD     =   D - ΔD     =   D+ Δ D   R e tur n   Y   N   N   Y   Y   N   N   Y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       V HDL  B a s ed   Ma ximu P o w er P o in t Tr a ck in g   o f P h o to vo lt a ic  Usi n g   F u z z Lo g ic  C o n tr o l ( Do a a   M.  A tia )   3457     3 . 2 .   M P P T   co ntr o w it h incre m e nta l c o nd uct a nce   T h in cr e m e n tal  co n d u ctan ce   MP PT   alg o r ith m   f lo w ch ar is   s h o w n   i n   F ig u r e   4 .   T h in cr e m en ta l   co n d u ctan ce   al g o r it h m   a s   cle ar ed   in   E q .   ( 7 )   is   b ased   o n   th P p o w er   d i f f er e n tiatio n   w it h   r esp ec to   P V   v o ltag a n d   s etti n g   th r es u lt e q u al  to   ze r o   as g iv e n   b elo w   [ 4 ]       = 0 ;                                              M PP                                                                                ( 7 )       = ;                                    M PP                                                                                                 ( 8 )                            (   > ) ;                                               = + dD                                                                      ( 9 )        ( dI dV < I V ) ;                                               D = D i dD                                                                                                              ( 1 0 )                                                                 Fig u r 4.   Flo w c h ar t o f   I C   al g o r ith m       3 . 3 .   M P P T   co ntr o w it h f uzzy   lo g ic   Fu zz y   lo g ic  b ased   MP PT   co n tr o co n tain s   m a in l y   f r o m   t h r ee   s tep s   w h ich   ar f u zz i f ic atio n ,   r u le - b ase,   in f er en ce   a n d   d ef u z zif icatio n .   T w o   s i m u latio n   m et h o d s   ar p r o p o s ed   t o   b u ild   FL C   in   MA T L A B /SIM U L I N K.   T h f ir s o n f o cu s ed   o n   F L C   to o lb o x   in   M A T L A B   lib r ar y o n   th o th er   h a n d ,   th e   m at h e m a tical  m o d eli n g   o f   F L   tech n iq u is   b u il u s in g   MA T L A B /SIM U L I NK.   T h p r o p o s ed   FL   MP PT  co n tr o h as   t w o   i n p u t s   a n d   o n o u tp u t.  T h t w o   i n p u ts   o f   F L C   ar t h er r o r   E   ( k )   an d   c h a n g e   o f   er r o r   C E   ( k )   as d ef in ed   b elo w   [ 1 8 ] :     ( ) = ( ) ( 1 ) ( ) ( 1 )                                                                                                           ( 1 1 )      ( ) = ( ) ( 1 )                                                                                                    ( 1 2 )   S tar t   R e a V( n) ,   I ( n )   Δ I =   I ( t ) - I(t - Δ t)   Δ V=   V( t) - V( t - Δ t)     Δ V= 0   Δ I = - I /V     V( n ) - V( n - 1)   <   0     V( n ) - V( n - 1)   >   0     I n c r e a s e   D     De c e a s e   D     De c e a s e   D     I n c r e a s e   D   R e tur n   Δ I = 0   I(t - Δ t ) = I ( t)   V( t - Δ t) = V ( t)       Y   Y   Y   Y   Y   N   N   N   N   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 5 4     3 4 6 6   3458   T h FL C   i n p u v ar iab les  ar e   r ep r esen ted   b y   s ev e n   f u zz y   s ets;   Ne g ati v L ar g ( N L ) ,   Neg ati v e   Me d iu m   ( NM ) ,   Neg at iv S m all  ( NS) ,   ze r o   ( Z ) ,   P o s itiv Sm all  ( P S),   P o s itiv M ed iu m   ( P M)   an d   P o s itiv e   L ar g ( P L ) .   T h r u le  b ase  is   p r esen ted   in   T ab le  1 .   Fig u r 5   g iv e s   t h m e m b er s h ip   f u n ctio n   o f   F L C   in p u a n d   o u tp u t.       T ab le  1 .   R u le  b ase  o f   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller     C h a n g e   o f   e r r o r   ( Ce )   NL   NM   NS   ZE   PS   PM   PL   Er r o r   ( e )   NL   NL   NL   NL   NL   NM   NS   ZE   NM   NL   NL   NL   NM   NS   ZE   PS   NS   NL   NL   NM   NS   ZE   PS   PM   ZE   NL   NM   NS   ZE   PS   PM   PL   PS   NM   NS   ZE   PS   PM   PL   PL   PM   NS   ZE   PS   PM   PL   PL   PL   PL   ZE   PS   PM   PL   PL   PL   PL       Fig u r   5 .   Me m b er s h ip   f u n ct io n   f o r   f u zz y   in p u ts   a n d   o u tp u t       T h m at h e m atica m o d elin g   o f   tr ian g le  m e m b er s h ip   f u n ctio n   is   g iv e n   b y   [ 7 ] :      ( ) =    ( ( 1 1 , 2 1 2 ) , 0 )                                                                        ( 1 3 )     T h f u zz i f icat io n   s tep   co n s i s t s   o f   s ev e n   m e m b er s h ip   tr in g l f u n ct io n   co n n ec ted   to g eth er   an d   m in /   m ax   o p er ea to r   is   u s ed   to   ac h ie v t h is   s tep .   Du to   th s ev e n   m e m b er s h ip   tr i n g le  f u n ctio n   t h er ar 4 9   r u les  i n   to tal.   T h d ef u zz if icatio n   s te p   u s ed   th ce n ter   o f   t h ar ea   m eth o d .   T h m a th e m atica l   ex p r ess io n   o f   t h i s   m et h o d   is   s h o w n   b y   E q . 1 4   [ 1 8 ] .       = ( ) .     = 1 ( ) = 1                                                                                                                  ( 1 4 )         4.   SI M UL AT I O R E S UL T S   I n   o r d er   to   s h o w   t h e f f ec ti v en e s s   o f   t h MP P T ,   co m p ar i s o n   b et w ee n   t h d i f f er en co n tr o l   tech n iq u es  h as  b ee n   ca r r ied   o u t.  T h v alu o f   s o lar   r ad iatio n   v ar iatio n   le v el s   w h ic h   u s ed   f o r   d if f er e n co n tr o ller s   is   t h s a m e.   Fi g u r 6   s h o w s   th e   to tal  s y s te m   d esig n   u s i n g   M A T L A B   SIM U L I NK.   T h s y s te m   co n s is ts   o f   P u n it,  P & O,   I C   an d   F L C   MP P T   u n it  u s i n g   t o o lb o x ,   FLC  s u b s y s te m   u s i n g   Si m u li n k   a n d   b o o s t   co n v er ter   u n it.  T h P p o w e r   an d   v o lta g ar th e   in p u s i g n al s   to   MP P T   u n it  an d   d u t y   c y cle  i s   t h o u tp u t   s ig n al.   T h d etailed   b lo ck   d iag r a m s   o f   co n tr o s u b s y s te m   u s i n g   d if f er e n MP P T   co n tr o l   tech n iq u e   s u ch   as   P & O,   I C   an d   F L C   MP P T   u n it   u s i n g   to o lb o x ,   F L C   s u b s y s te m   u s i n g   Si m u li n k   ar s h o w n   i n   Fi g u r 7   to   Fig u r 1 0   r esp ec tiv el y .   Fi g u r 1 1   cla r if y   t h d etailed   m o d el  o f   t h f u zz y   s u b s y s te m .   T h Si m u l in k   m o d el  o f   tr i n g l e   m e m b er s h ip   f u n ctio n   is   s h o w n   i n   Fi g u r 1 2 .   T h e   d etailed   s i m u li n k   m o d el  o f   t h f u zz if icatio n   s ta g i s   p r esen ted   in   Fi g u r 1 3 .   I co n s is t s   o f   s ev e n   m e m b er s h ip   tr in g le  f u n ct io n s   co n n ec ted   to g e th er   an d   m i n m a x   -1 - 0. 8 - 0. 6 - 0. 4 - 0. 2 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 0 0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 0. 8 0. 9 1 E r r or D e gr e e   of   M e m b e r s h i p Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       V HDL  B a s ed   Ma ximu P o w er P o in t Tr a ck in g   o f P h o to vo lt a ic  Usi n g   F u z z Lo g ic  C o n tr o l ( Do a a   M.  A tia )   3459   o p er ea to r   is   u s ed   to   ac h iev t h f u zz i f icat io n   s tep .   Du to   t h s ev e n   m e m b er s h ip   tr in g le  f u n cti o n   t h er ar 4 9   r u le  b ase  in   to tal  as  s ee n   i n   Fi g u r 1 4 .         Fig u r 6 .   T o tal  s y s te m   SIM U L I NK           Fig u r 7 .     C o n tr o l su b s y s te m   u s i n g   P & O           Fig u r 8 .   C o n tr o l su b s y s te m   u s in g   I C           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 5 4     3 4 6 6   3460   Fig u r 9 .     C o n tr o l su b s y s te m   u s i n g   F L C   to o lb o x       Fig u r 1 0 .    C o n tr o l su b s y s te m   u s i n g   F L C       Fig u r 1 1 .   Fu zz y   s u b s y s te m   i m p le m e n tat io n   i n   M A T L A B           Fig u r 1 2 .   T r in g le  Me m b er s h i p   f u n ctio n   SIM U L I NK   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       V HDL  B a s ed   Ma ximu P o w er P o in t Tr a ck in g   o f P h o to vo lt a ic  Usi n g   F u z z Lo g ic  C o n tr o l ( Do a a   M.  A tia )   3461         Fig u r 1 3 .   Fu zz if ica tio n   s u b s y s te m           Fig u r 1 4 .   R u le  b ase  s i m u latio n   u s in g   M A T L A B       5.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h co n tr o u n it  i s   te s ted   at  v ar iab le  s o lar   r ad iatio n   an d   co n s ta n a ir   te m p er at u r d eg r ee   as  g iv e n   i n   Fig u r 1 5 .   Si m u lat io n   i s   ca r r ied   o u b y   g i v i n g   a n   ir r ad iati o n   ch a n g es  f r o m   5 0 0   W / m 2   t o   1 0 0 0   W /m 2   an d   co n s ta n te m p er atu r e   at  2 5 ° C .   T h d if f er en t   MP P T   tech n iq u es   ar tes ted   to   c h ec k   it s   ab i lit y   to   tr ac k   t h P V   m ax i m u m   p o w er .   Fig u r 1 6   g iv e s   t h P p o w er ,   cu r r en t   an d   v o lta g w a v ef o r m s   s i m u lated   u s i n g   P & alg o r ith m .   T h p er f o r m a n ce   o f   I C   tec h n iq u is   clea r ed   in   Fi g u r 1 7 .   T h t w o   d if f er e n F L C   tech n iq u e s   g i v e   th o u tp u p o w er   o f   P m o d u l eq u al  to   7 4 . 4   W   at  1 0 0 0   W / m 2   a n d   3 4   W   at  5 0 0   W /m 2   as  s h o w n   i n   Fi g u r 1 8   an d   Fig u r 1 9 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 5 4     3 4 6 6   3462       Fig u r 1 5 .     Var iab le  s o lar   r a d i ati o n   an d   co n s tan t a ir   te m p er atu r e           Fig u r 16.   Po w er ,   v o ltag a n d   cu r r en t o f   P f o r   P & tech n i q u e           Fig u r 1 7 .   Po w er ,   v o ltag a n d   cu r r en t o f   P f o r   I C   tech n iq u e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       V HDL  B a s ed   Ma ximu P o w er P o in t Tr a ck in g   o f P h o to vo lt a ic  Usi n g   F u z z Lo g ic  C o n tr o l ( Do a a   M.  A tia )   3463       Fig u r 1 8 .   Po w er ,   v o ltag a n d   cu r r en t o f   P f o r   F L C   to o lb o x           Fig u r 1 9 .   Po w er ,   v o ltag a n d   cu r r en t o f   P f o r   F L C   Si m u li n k       T h FLC  s h o u ld   b s elec ted   f o r   its   h i g h er   p er f o r m a n ce   co m p ar ed   to   t h o t h er   co n tr o ller s .   F L C   h a s   b etter   r esp o n s ti m e,   les s   o s cillatio n   a n d   m u c h   m o r ac c u r ate  tr ac k i n g   at  ea c h   s tep .   T h t w o   d i f f er e n t   tech n iq u es  o f   F L C   h av t h e   s a m o u tp u r e s p o n s e.   So   t h m ath e m atica m o d el  r ep r esen tat io n   o f   F L   i s   s elec ted   d u to   its   s i m p l icit y   f o r   co n v er s io n   to   VHD L   co d e.   T h f ir s p r o ce d u r in   th co n v er s io n   p r o ce s s   f r o m   M A T L A B   SIM U L I NK   t o   VHD L   co d is   i n d icate d   i n   Fig u r 2 0 .   O n ce   t h F L C   b lo ck   d ia g r a m   b u ilt   i n   MA T L A B /SIM U L I NK,   it  i s   co n v er ted   to   VHD L   co d e,   t h e   c o n v er ted   VHD L   co d o f   th FLC  s u b s y s te m   is   o b tain ed   in   Fi g .   2 1 .   A l s o ,   t h VHD L   co d o f   t h f u zz i f ic atio n ,   d ef u zz i f icatio n ,   a n d   r u l b ase  i s   s h o w n   i n   Fig u r 2 2 ,   Fig u r 2 3   an d   F i g u r 2 4   r esp ec ti v el y .   T h I S E   Desi g n   Su ite  1 4 . 6   s o f t w ar h as  b ee n   u s ed   f o r   s i m u l at in g   t h p r o p o s ed   ar ch itectu r o f   F L C   b ased   o n   th V HDL   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 2 5 .   T h o b tain ed   r esu lts   h as  b ee n   v er if ied   a n d   co m p a r ed   w ith   M A T L A B .   T h s i m u latio n   r es u lt s   ap p r o x i m atel y   co in cid w it h   t h e   s i m u lat io n   M A T L A B   r es u lt s .   I n   f u t u r th i m p le m e n tatio n   o f   th p r o p o s ed   ar ch itect u r w il b i m p le m e n ted   o n   FP GA   c h ip .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.