目前主要文獻均針對某壹特定方法進行研究，缺乏對各種控制方法實際應用效果的系統化比較研究，采用實際控制平臺進行實用性研究的則更少。
本文根據方法分類，選取最具代表性的幹擾觀測法、電導增量法、模糊控制法作為研究對象，分別建立控制模型，采用MATLAB/Simulink對系統主電路及控制系統進行整體仿真，並在實驗平臺上對各種方法分別進行實驗研究。
1各典型控制方法實現原理
1.1幹擾觀測法的實現
幹擾觀測法的原理是先讓光伏陣列工作在某壹參考電壓下，檢測輸出功率，在此工作電壓基礎上加壹正向電壓擾動量，檢測輸出功率變化。若輸出功率增加，表明光伏陣列最大功率點電壓高於當前工作點，需繼續增加正向擾動;若所測輸出功率降低，則最大功率點電壓低於當前工作點，需反向擾動工作點電壓[425]。
1.2電導增量法的實現
電導增量法通過比較光伏陣列的電導增量和瞬間電導來改變控制信號。由光伏陣列特性曲線可知最大功率點處滿足電導條件：
其中，VPV和IPV分別為光伏陣列輸出的電壓和電流，PPV為光伏陣列輸出的瞬時功率。根據判定結果調整參考電壓即可實現控制。
1.3模糊控制法的實現
定義輸出偏差E及其變化率CE作為模糊控制器的輸入，將控制系統所需要的控制變化量以微分dD的形式從模糊控制器輸出。若當前采樣和上次采樣數值分別用n和n-1來表示，則可定義模糊控制器輸入變量ec(n)及其變化率Δec(n)的函數表達式為:
定義模糊控制規則為:若當前正向調節控制PWM占空比使輸出功率增加，則繼續正方向調整，反之則反方向調節，調節幅度由具體的模糊規則表和隸屬度函數經模糊控制器輸出決定。定義模糊集合:ZO=零PS=正小PB=正大NB=負大NS=負小。定義模糊函數F(ec(n)，Δec(n))的輸入輸出隸屬度函數 E、CE、dD如圖1所示。
對模糊控制器輸出dD進行積分運算，即得控制所需的占空比D，輸出作用於主電路開關器件。
2系統仿真
根據MPPT的控制方法，建立由光伏電池通過Buck電路對蓄電池進行最大功率充電的主電路模型，采用MATLAB/Simulink進行仿真，模型中包括光伏電池模塊、主電路模塊和控制模塊，其電氣主電路模型如圖2所示。
圖1隸屬度函數E、CE和dD定義
圖2MATLAB/Simulink平臺的電氣主電路模型
控制部分根據傳感器采樣獲得數據分別采用上述不同控制方法進行MPPT控制，最後輸出開關器件的控制信號。仿真中，光伏電池模型額定功率為 300W，在0.025、0.03、0.035s不同時刻改變光照強度PU分別為700、800、900、1000W/m2，溫度參數定為25℃。為便於比較，采樣頻率統壹為5kHz，幹擾觀測法和電導增量法的電壓參考值單步變化量均為0.1V，模糊控制則由控制算法自身判定。
幹擾觀測法控制的MPPT仿真輸出曲線如圖3所示，圖3a為光伏電池PV輸出的電壓、電流曲線，圖3b為最大功率點跟蹤效果圖，系統從光照強度為700W/m2曲線右側啟動，顯示在光照強度劇烈變化下的跟蹤過程。
仿真中，圖3a電流波形上升沿較陡，說明能快速準確地進行MPPT跟蹤;圖3a輸出電壓電流振蕩明顯，說明在最大功率附近反復調整;圖3b反映出MPPT運行點左右擺動較大。
圖3幹擾觀測法控制下的MPPT仿真輸出曲線
同理，電導增量法控制的MPPT仿真輸出曲線如圖4所示。
圖4電導增量法控制下的MPPT仿真輸出曲線
仿真中，圖4a上升沿陡、超調量較小，體現系統動態響應較好;圖4b中MPPT運行點較為穩定，擺動幅度小，說明系統MPPT跟蹤效果較為理想，動穩態精度均較高。模糊控制法MPPT仿真輸出曲線如圖5所示。
圖5模糊控制法控制下的MPPT仿真輸出曲線
仿真中，圖5a電壓電流波形輸出均較平穩，說明系統穩態性能較好;圖5a中電流輸出超調衰減較慢，體現動態響應不夠靈活的缺點;圖5b體現MPPT運行點較為穩定。
3系統實驗
實驗平臺由300W光伏陣列、蓄電池組、LEM霍爾電壓電流傳感器等組成。系統由傳感器采樣經調理電路轉換後由TMS320F2812DSP根據采樣數據和控制算法最終輸出PWM控制脈沖控制開關器件，從而實現整個系統的控制。
實驗中采用遮蓋部分光伏電池並迅速移開的辦法產生光照變化效果，測試各種方法在光照強度變化下的跟蹤效果。
實驗波形如圖6所示。
圖 6a波形上升沿和下降沿變化迅速，體現出幹擾觀測法跟蹤速度較快的特點，但上升沿和下降沿均出現電流毛刺，為光照強度劇烈變化時出現的誤判斷引起，且穩態運行時輸出電流波動範圍較大;圖6b上升沿和下降沿均較為平滑，體現動態響應快、跟蹤精度高的優點;圖6c中，當光照突然增大，電流增加迅速，但超調較大，說明動態響應精度不夠，系統調節速度較慢，但電流波形波動較小，最後仍能回到初始值，說明穩態精度理想。
圖6各種控制方法對應的MPPT實驗波形
本系統所用組件開路電壓85V左右，額定光照下最大功率點電壓為72V左右，實驗控制和經驗值完全壹致。
43種MPPT方法比較
對以上仿真和實驗進行分析可以發現，幹擾觀測法能快速準確進行MPPT控制，但在最大功率點附近振蕩運行，穩態輸出波形有壹定波動;擾動步長設定無法兼顧跟蹤精度和響應速度，選擇不當甚至會出現電壓失控現象，需進行多次嘗試才能選定最佳步長;在光照強度劇烈變化時會出現誤判斷。
電導增量法控制效果較理想，最大功率點附近較平穩，在光照強度變化劇烈的條件下也能快速跟蹤，跟蹤中無明顯毛刺現象。但其算法實現時需要反復微分運算，計算量大，需要高速運算控制器，且對傳感器精度要求較高，否則控制效果也不理想，出現擾動和振蕩。本實驗采用的控制器和傳感器性能較高滿足實驗要求，故此問題未突顯。
以模糊控制為代表的智能控制技術不需要精確研究光伏電池的具體特性和系統參數，系統控制設計靈活，穩態精度較高，控制系統魯棒性強。但模糊控制在光伏系統MPPT控制應用中存在動態響應較慢、適應能力有限、特定條件下易振蕩等固有問題;模糊控制算法復雜，其模糊推理和解模糊過程需要完成大量浮點運算，控制系統實時性難以滿足，實際應用中實現困難，采用 TMS320F2812定點DSP難以實現較高控制頻率，高性能控制需要更高性能的控制器，如TMS320F28335、TMS320VC33等浮點運算控制器，但系統成本較高。