【摘要】：面對(duì)日益嚴(yán)峻的能源和環(huán)境問(wèn)題，太陽(yáng)能以其取之不盡用之不竭，清潔無(wú)污染而受到世界各國(guó)普遍青睞。我國(guó)擁有的太陽(yáng)能資源非常豐富，開(kāi)發(fā)好太陽(yáng)能對(duì)緩解我國(guó)的能源供應(yīng)緊張有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。 太陽(yáng)能光利用技術(shù)是太陽(yáng)能高效利用的關(guān)鍵因素之一，它不僅決定著太陽(yáng)光的如何利用，也影響著相關(guān)材料壽命和裝置的構(gòu)造及成本。由于太陽(yáng)光照射強(qiáng)度具有間歇性、波段性、不均勻性和時(shí)變性的特點(diǎn)，因而太陽(yáng)光的吸收利用率相對(duì)較低。并且現(xiàn)今的太陽(yáng)能裝置大部分為固定式的，不能保證太陽(yáng)光得到充分利用，造成資源浪費(fèi)。 本文基于太陽(yáng)光分頻利用裝置，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的雙軸伺服太陽(yáng)能跟蹤器，利用角度傳感器采集的信號(hào)與開(kāi)環(huán)的太陽(yáng)位置算法跟蹤形成閉環(huán)跟蹤，并且加以光電傳感器對(duì)太陽(yáng)光強(qiáng)和太陽(yáng)偏轉(zhuǎn)進(jìn)行檢測(cè)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)使太陽(yáng)能聚光分頻設(shè)備始終與太陽(yáng)光線(xiàn)垂直，最大限度地接收利用太陽(yáng)光資源。同時(shí)針對(duì)戶(hù)外有風(fēng)環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種二進(jìn)制電壓補(bǔ)償方案，可以使電機(jī)選取較小的余量，同時(shí)達(dá)到節(jié)約能耗的目的。針對(duì)所設(shè)計(jì)的硬件結(jié)構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要包括系統(tǒng)主程序，初始化模塊，太陽(yáng)位置算法模塊，光電檢測(cè)模塊，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行模塊，電壓補(bǔ)償模塊等。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)所設(shè)計(jì)的軟硬件進(jìn)行了調(diào)試，基本滿(mǎn)足跟蹤要求。 雖然此聚光分頻設(shè)備在跟蹤控制系統(tǒng)下能基本實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)位置的跟蹤，但可靠性，跟蹤的精度和速度都還有待提高。所以設(shè)計(jì)了一種參數(shù)自調(diào)整模糊PID控制系統(tǒng)，通過(guò)Simulink對(duì)太陽(yáng)能定點(diǎn)跟蹤控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的進(jìn)行仿真。結(jié)果表明：該智能控制方法調(diào)節(jié)精度較高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、超調(diào)較小，，抗干擾能力強(qiáng)，為在工程應(yīng)用中提供了理論依據(jù)，同時(shí)顯示了智能控制方法在太陽(yáng)光跟蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力。
【圖文】：

空中的運(yùn)行軌跡，準(zhǔn)確計(jì)算太陽(yáng)的相對(duì)高度角，方位角的變化的的意義，所以本章節(jié)通過(guò)對(duì)多種公式的對(duì)比，找到最優(yōu)公式算法設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。太陽(yáng)運(yùn)行軌跡的理論基礎(chǔ)繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成了地球的四季更迭，地球自轉(zhuǎn)又形成了地倆種運(yùn)動(dòng)又有其自身的規(guī)律，其中太陽(yáng)光線(xiàn)的垂直照射位置又能地運(yùn)動(dòng)，地球的自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)運(yùn)行的軌道面的法線(xiàn)成 23.45o，并轉(zhuǎn)軸的始終指向天球的北極。在北半球除北極外，一年中只有春東，日落正西[25]。射點(diǎn)就是地心和日心的連線(xiàn)與地球球面的交點(diǎn)，這時(shí)的直射點(diǎn)的地時(shí)間中午 12 時(shí)為直射點(diǎn)所在經(jīng)線(xiàn)的地方時(shí)。直射點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律道，而后向北移動(dòng)；夏至日太陽(yáng)直北回歸線(xiàn)，此后向南移動(dòng)；秋然后向南移；冬至日，太陽(yáng)直射南回歸線(xiàn)上，此后開(kāi)始向北移動(dòng) 2.1。

遙望天空，環(huán)視四周所看到的假想不動(dòng)，那么太陽(yáng)似乎就在一個(gè)球面上自東為圓心，以無(wú)限遠(yuǎn)處為半徑的球體稱(chēng)為地位，最簡(jiǎn)單快捷的方法是應(yīng)用天球坐標(biāo)系：赤道坐標(biāo)系和地平坐標(biāo)系。赤道 QQ'為基本圈，QQ'是由地心與地球的交點(diǎn) Q 為原點(diǎn)的天球坐標(biāo)系，PP'分別大圓都垂直于天赤道。顯而易見(jiàn)，通過(guò)北半圓與天赤道也是垂直的。并且倆者相交于
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK513.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2631732