【摘要】：太陽(yáng)模擬器是在室內(nèi)環(huán)境中模擬不同大氣質(zhì)量條件下太陽(yáng)輻照特性的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或定標(biāo)設(shè)備�，F(xiàn)有的多光源太陽(yáng)模擬器聚焦光斑輻照度峰值高,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只能采用離散點(diǎn)測(cè)量方法粗測(cè)量其光斑中心,極大地影響了其調(diào)焦精度以及對(duì)焦時(shí)長(zhǎng)。因此對(duì)太陽(yáng)模擬器的整體結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步完善,并建立其自動(dòng)調(diào)焦系統(tǒng),解決聚焦光斑中心點(diǎn)位置精確檢測(cè)及多個(gè)光斑的精確對(duì)焦的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)聚焦型太陽(yáng)模擬器光斑聚焦形式可變。本文的主要研究?jī)?nèi)容為:太陽(yáng)模擬器光機(jī)系統(tǒng)的搭建、光斑位置采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、光斑調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究。依據(jù)本太陽(yáng)模擬器多光源多自由度的設(shè)計(jì)理念與指標(biāo),其光機(jī)系統(tǒng)采用9燈球形陣列,每組燈單元均多自由度可調(diào);依據(jù)調(diào)焦要求,設(shè)計(jì)燈單元調(diào)整與支撐機(jī)構(gòu),完成光機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì);采用紅外熱像儀,對(duì)光斑的溫度分布圖像進(jìn)行采集;采用機(jī)器視覺(jué)的方法,對(duì)光斑圖像進(jìn)行灰度化、二值化、邊緣檢測(cè)、中心提取等一些列圖像處理,最終得到光斑位置的參數(shù)信息;將太陽(yáng)模擬器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模型簡(jiǎn)化,簡(jiǎn)化為串聯(lián)機(jī)器人,并通過(guò)D-H法建立連桿坐標(biāo)系,根據(jù)目標(biāo)位置光斑的位置關(guān)系,通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)反解求出各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)參數(shù);建立MATLAB與運(yùn)動(dòng)控制器之間的數(shù)據(jù)通訊,將運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳輸至運(yùn)動(dòng)控制器,從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng);采用基于紅外熱像儀的檢測(cè)方法,對(duì)光斑對(duì)焦精度,溫度分布等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。本文設(shè)計(jì)并搭建了多光源多自由度的太陽(yáng)模擬器,完成了對(duì)光斑中心位置坐標(biāo)的準(zhǔn)確提取,調(diào)焦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。本文的研究為擴(kuò)展聚焦型太陽(yáng)模擬器的應(yīng)用提供了重要參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TK513
【圖文】：

)-1。而光伏發(fā)電技術(shù)存在致命弱點(diǎn)為太陽(yáng)能高能耗、高污染的生產(chǎn)流程。光伏發(fā)電優(yōu)合儲(chǔ)能等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)就地發(fā)電就地分滿足消費(fèi)市場(chǎng)需求，這是光熱電站難以各具優(yōu)勢(shì)，未來(lái)需要相輔相成，共同發(fā)展不同，太陽(yáng)能光熱發(fā)電方式主要分為三種發(fā)電以及碟式太陽(yáng)能光熱發(fā)電[6]。熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)稱為槽式鏡像系統(tǒng)，如下圖 1-的槽式拋物面聚光集熱器經(jīng)過(guò)串并聯(lián)的排空集熱管里面的工質(zhì)，產(chǎn)生高溫，再通過(guò)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電的系統(tǒng)。

動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電的系統(tǒng)。圖 1-1 槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)光熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)又簡(jiǎn)稱為集中式系統(tǒng)太陽(yáng)能熱發(fā)機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)能反光鏡，通常稱為日光鏡，集中反射到高塔頂部聚光倍率可超過(guò) 1000化成熱能，再將生成的熱能傳遞給熱力循可利用的電能。

圖 1-3 碟式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)表 1-1 三種聚光式發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)比電站規(guī)模/ MW 聚光點(diǎn)溫度/ ℃ 介質(zhì)溫度/ ℃1-100 450 <350 1-100 1000-1500 >350 1-10 500-1000 850 術(shù)的迅速發(fā)展和太陽(yáng)能熱資源的有效開(kāi)發(fā)廣泛化。在光機(jī)電領(lǐng)域，太陽(yáng)模擬器應(yīng)用工作性能和表面涂層材料的研究[7]；在空間射特性的研究；在光熱領(lǐng)域，吸熱器的吸離不開(kāi)太陽(yáng)模擬器；在建筑領(lǐng)域，建筑材也需要太陽(yáng)模擬技術(shù)的支持；在熱化學(xué)領(lǐng)的研究[8]；此外，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，植物的發(fā)育

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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1 杜志強(qiáng);太陽(yáng)模擬器理論及應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

2 呂濤;高準(zhǔn)直高輻照強(qiáng)度的太陽(yáng)模擬技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2014年

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1 許傳兵;基于太陽(yáng)模擬器光熱轉(zhuǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及熱性能分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 宋培宇;高準(zhǔn)直高輻照度太陽(yáng)模擬器的設(shè)計(jì)與仿真分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

3 付明;大型發(fā)散式太陽(yáng)模擬器光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2014年

4 李林鑫;基于迭代學(xué)習(xí)的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];浙江工業(yè)大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2771536