光伏發(fā)電技術(shù)(PV)可以將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能,其性能可靠易于商用,目前有發(fā)電低成本和規(guī)�；茝V的趨勢,所以發(fā)展較快。盡管目前PV發(fā)電量占全球發(fā)電量的0.1%,但國際能源署(IEA)預(yù)測在2030年P(guān)V發(fā)電量將達(dá)5%,并在2050年持續(xù)增長到11%。而聚光太陽能電池技術(shù)(CPV)是PV技術(shù)的重要應(yīng)用方向,被認(rèn)為是最有前途的太陽能解決方案,但目前低成本高精度的分布式太陽光跟蹤系統(tǒng)還需進(jìn)一步研究,與此同時,CPV技術(shù)所用到的太陽光跟蹤技術(shù)精度的評估多為直接實驗法測量而缺少理論計算基礎(chǔ),該方法雖然能夠較為準(zhǔn)確的測量出系統(tǒng)精度,但由于不同機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜性和多樣性,建立通用的系統(tǒng)誤差模型對于機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計以及控制策略的優(yōu)化有著極為關(guān)鍵的作用。本文針對以上問題設(shè)計了一種聚光太陽能電池高精度雙軸視日云臺系統(tǒng),對跟蹤系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)(包括結(jié)構(gòu)和硬件外圍電路等)和軟件(包括誤差校正算法,控制邏輯和PID控制器等)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計和優(yōu)化,最后通過樣機(jī)原型的實驗驗證所提方案的有效性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)計上,整體結(jié)構(gòu)采用垂直雙軸結(jié)構(gòu),傳動機(jī)構(gòu)采用大傳動比高精度蝸輪蝸桿配合偏心軸套的設(shè)計,光電傳感器采用自主設(shè)計的四象限...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究目的及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 單軸跟蹤系統(tǒng)的研究
        1.2.2 雙軸跟蹤系統(tǒng)的研究
    1.3 研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 系統(tǒng)設(shè)計與部件選型
    2.1 視日云臺結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.1.1 視日云臺整體結(jié)構(gòu)
        2.1.2 傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計
        2.1.3 減速箱體設(shè)計
        2.1.4 限位模塊設(shè)計
    2.2 視日云臺硬件設(shè)計
        2.2.1 光電傳感器設(shè)計
        2.2.2 電機(jī)部分
        2.2.3 GPS定位模塊
        2.2.4 IMU模塊
        2.2.5 主控芯片選擇
    2.3 太陽位置確定方法
        2.3.1 太陽視運動
        2.3.2 天球坐標(biāo)系
        2.3.3 太陽位置計算
    2.4 跟蹤方案選擇
        2.4.1 傳感器跟蹤
        2.4.2 算法跟蹤
        2.4.3 方案綜合
    2.5 本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)控制設(shè)計
    3.1 誤差校正算法
        3.1.1 數(shù)學(xué)模型建立
        3.1.2 數(shù)學(xué)模型求解
    3.2 控制邏輯
    3.3 步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制
    3.4 步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)控制
    3.5 PID控制
        3.5.1 步進(jìn)電機(jī)數(shù)學(xué)模型
        3.5.2 步進(jìn)電機(jī)傳遞函數(shù)
        3.5.3 PID控制器設(shè)計
    3.6 系統(tǒng)誤差分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 視日云臺系統(tǒng)實驗及分析
    4.1 傳感器對比實驗
    4.2 視日云臺系統(tǒng)室內(nèi)實驗
    4.3 視日云臺系統(tǒng)室外跟蹤實驗
        4.3.1 實驗原理
        4.3.2 實驗方案
        4.3.3 實驗結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3815604