モード3における制御目的は、発電機の過負荷を防ぐために、風力発電機の出力P=QAωを定格出力Pratedに維持することであるので、獲得する風エネルギーと定格出力の間に、次のような関係

　

　

が満足される必要がある。ゆえに、動作点の周速比は出力係数CPの逆関数を用いて、次のように求められる。

　

　

　（18）式の出力係数の逆関数は、Fig. 5に示すように、最適周速比（λ=λopt）以外では解を2個持つ多価関数である。これは、ロータの回転数を上げる、または回転数を下げて運転することによって、定格出力を維持することが可能であることを意味する。安全性の面から後者の方法を採用すると、（18）式は一意に表わされる。（18）式を利用し、風速Vに対する最適回転数ω^*は

　

　

と表される。ゆえに、制御目的は次のように表される。

　

　

　モード3においてはモード2とは異なり、動作点の周速比λ^*は（18）式に従い変動するために、（12）式の係数Ap（V）の偏微分項dCT/dλも風速Vに応じて複雑に変動する。ゆえに、係数が風速に対してFig. 7のように変動するために、線形補間モデルを導出することができない。

　そこで本論文では1つの解決策として、Fig. 8に示すように、空力特性（トルク係数）曲線を2次関数近似する。

　

　

　

　

　（21）式を（8）式に代入して線形化すると、次に示すような風速Vと回転数ωの2つの変数をスケジューリングパラメータに持つ線形補間モデルが導出される。

　

　

　ただし、

　

　

　モード3においては、風速Vと最適回転数ω^*（19）式に従い、Fig. 9に示すような関係で表されるので、本論文では、それを包含するような三角形領域を選択し、その端点Ak，（k=1，2，3）を用いて線形補間タイプのLPVモデルを導出する。

　

　

　ただし、

　

　

　

　ここで得られた、線形補間タイプのLPVモデルから拡大系を構成し、Ak，（k=1，2，3）のぞれぞれ端点での数学モデルに対してLMIを導出する。そして、モード2と同様にしてγを最小化する準最適化問題として解くことによりLPVコントローラを設計する。