太陽跟蹤控制系統(tǒng)研究.pdf

1、進入工業(yè)時代，能源枯竭和環(huán)境污染成為困擾我國經(jīng)濟發(fā)展的兩大難題，新能源的開發(fā)與利用已然成為改變我國能源消費結(jié)構(gòu)、改善人們生活環(huán)境的重要途徑，其中太陽能熱發(fā)電技術(shù)備受矚目。傳統(tǒng)的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)主要采用固定式架構(gòu)，不利于聚光器充分接收太陽光能，為了提高太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的能量接收率，研究太陽跟蹤控制系統(tǒng)十分必要。
　　本課題首先對當(dāng)前太陽跟蹤控制方法進行分析，提出采用視日運動軌跡跟蹤與光電跟蹤相結(jié)合的復(fù)合跟蹤方式實現(xiàn)對太陽位置的全天候

2、、多角度、高精度跟蹤。針對視日運動軌跡跟蹤方式，首先對太陽運行規(guī)律進行了分析;其次建立赤道-地平坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，推出了太陽高度角以及方位角的數(shù)學(xué)計算公式;最后為了使聚光器在單位時間內(nèi)獲得更多的能量，通過計算分析，提出采用超前滯后間歇視日運動軌跡跟蹤策略。針對光電跟蹤方式，首先對比了幾種常用光敏元件對太陽光照的響應(yīng)特性，選擇硅光電池作為太陽位置檢測的基礎(chǔ)元件;其次分析了基于四象限硅光電池的太陽位置檢測原理，并針對太陽位置檢測裝置的視場問題，

3、進行了關(guān)于檢測裝置幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的推導(dǎo)。最后為了降低檢測裝置的噪聲，建立了檢測裝置噪聲特性數(shù)學(xué)模型，通過對噪聲因素的分析，提出了提高檢測裝置信噪比的方法。太陽跟蹤控制系統(tǒng)選擇STM32作為跟蹤系統(tǒng)主控制器，利用SM060R20B30MN交流伺服電機驅(qū)動聚光器旋轉(zhuǎn)，結(jié)合跟蹤系統(tǒng)控制流程和控制方式，利用KEIL MDK開發(fā)工具和STM32固件庫編寫了太陽跟蹤控制程序，最后進行了跟蹤系統(tǒng)軟硬件聯(lián)合調(diào)試。
　　實驗結(jié)果表明，太陽跟蹤控制系統(tǒng)