基于球面機構的太陽跟蹤裝置控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、科學家們公認，太陽能是未來人類最合適、最安全、最綠色、最理想的替代能源。目前太陽能利用轉(zhuǎn)化率約為10％～20％。理論分析表明：太陽的跟蹤與非跟蹤，能量的接收率相差37.7％。研究開發(fā)太陽能雙軸跟蹤裝置，可以提高太陽能的接收效率，拓寬太陽能的利用領域。 本文研究的內(nèi)容是基于球面機構的太陽跟蹤裝置的控制系統(tǒng)。該跟蹤機構采用三自由度并聯(lián)球面機構，實現(xiàn)了對太陽高度角和方位角的實時跟蹤，冗余自由度增加了系統(tǒng)的剛度。導出了球面機構的位姿反解

2、，得出機構的輸入角，并針對太陽跟蹤裝置的工作要求，提出了利用單片機實現(xiàn)實時跟蹤的控制方案。系統(tǒng)采用主動式跟蹤，即預先計算好對應于某時刻太陽位置的跟蹤機構的輸入角度，通過跟蹤器上平臺不同位置上擺放的光電傳感器感受該太陽位置的光照，反饋回電信號，單片機根據(jù)該信號調(diào)用子程序發(fā)出脈沖對步進電動機的轉(zhuǎn)動角度和方向進行控制，實現(xiàn)了機構對太陽的自動跟蹤，使跟蹤裝置的上平臺始終處于垂直于光照方向，達到了能量最大限度的接收?？刂葡到y(tǒng)硬件選用Atmel公司