近幾十年，多結(jié)太陽能電池有了長(zhǎng)足的發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于太空領(lǐng)域，是各種航天器的理想能源。在設(shè)計(jì)航空系統(tǒng)太陽電池能源系統(tǒng)時(shí)，需要獲得太陽能電池在標(biāo)準(zhǔn)陽光下的性能參數(shù)。在地面采用光模擬器對(duì)光電池進(jìn)行標(biāo)定的方法，不足以反映太陽能電池的真正性能，因此需要對(duì)太陽能電池進(jìn)行地球大氣外層AM0標(biāo)定試驗(yàn)。本課題分析和總結(jié)了國(guó)內(nèi)外高空太陽能電池標(biāo)定及太陽跟蹤相關(guān)技術(shù)，根據(jù)高空氣球太陽電池標(biāo)定試驗(yàn)要求，對(duì)太陽跟蹤控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究。首先，論文對(duì)高空太陽能電池標(biāo)定現(xiàn)狀及太陽跟蹤控制關(guān)鍵技術(shù)做了介紹。分析了太陽能電池標(biāo)定試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特性，在此基礎(chǔ)上對(duì)太陽跟蹤機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較和論證。同時(shí)設(shè)計(jì)了基于STM32的太陽跟蹤控制系統(tǒng)，以及從主控制板硬件設(shè)計(jì)、太陽光跟蹤傳感器選擇、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化等方面對(duì)太陽跟蹤器進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。其次，編寫了太陽跟蹤控制系統(tǒng)軟件，其主要包括控制系統(tǒng)主程序、初始化子程序、太陽敏感器數(shù)據(jù)采集與處理子程序、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序等。考慮到高空特殊環(huán)境和氣球運(yùn)動(dòng)，對(duì)跟蹤點(diǎn)附近防抖動(dòng)、防止轉(zhuǎn)動(dòng)慣量積累等問題提出有效的解決方案，以確保跟蹤的高精度及可靠性。同時(shí)對(duì)跟蹤控制算法進(jìn)行優(yōu)化，以提高跟蹤太陽... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 太陽能電池標(biāo)定研究現(xiàn)狀
    1.3 太陽跟蹤控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 太陽位置檢測(cè)方法
    1.5 論文的主要研究?jī)?nèi)容及所做工作
第2章 高空氣球太陽能電池標(biāo)定方案設(shè)計(jì)
    2.1 高空氣球飛行方案設(shè)計(jì)
        2.1.1 飛行系統(tǒng)構(gòu)成
        2.1.2 高空氣球遙測(cè)遙控系統(tǒng)
    2.2 高空標(biāo)定設(shè)計(jì)要求
    2.3 太陽跟蹤控制平臺(tái)設(shè)計(jì)
        2.3.1 機(jī)械平臺(tái)設(shè)計(jì)
        2.3.2 太陽跟蹤平臺(tái)布線方案
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于 STM32 的太陽跟蹤控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    3.1 太陽跟蹤控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
    3.2 太陽光跟蹤傳感器
    3.3 太陽跟蹤控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        3.3.1 四象限傳感器接口電路設(shè)計(jì)
        3.3.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接口電路設(shè)計(jì)
        3.3.3 電子羅盤傳感器電路設(shè)計(jì)
        3.3.4 太陽跟蹤狀態(tài)檢測(cè)傳感器設(shè)計(jì)
        3.3.5 STM32 外圍電路設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高空太陽跟蹤控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案
    4.1 高空太陽跟蹤系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要求
    4.2 跟蹤系統(tǒng)軟件開發(fā)工具
    4.3 太陽跟蹤控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        4.3.1 太陽跟蹤控制系統(tǒng)主程序
        4.3.2 初始化子程序
        4.3.3 四象限傳感器數(shù)據(jù)采集和處理子程序
        4.3.4 跟蹤點(diǎn)附近防抖動(dòng)子程序
        4.3.5 視日運(yùn)動(dòng)算法跟蹤子程序設(shè)計(jì)
        4.3.6 追蹤子程序設(shè)計(jì)
        4.3.7 高速返回子程序設(shè)計(jì)
    4.4 混合自動(dòng)追蹤控制策略
        4.4.1 搜索模式
        4.4.2 粗跟蹤模式
        4.4.3 精跟蹤模式
    4.5 本章小結(jié)
第5章 太陽跟蹤控制系統(tǒng)地面調(diào)試
    5.1 太陽光跟蹤傳感器的調(diào)試
        5.1.1 PSD 傳感器調(diào)試
        5.1.2 光電二極管傳感器調(diào)試
        5.1.3 四象限傳感器調(diào)試
    5.2 視日運(yùn)動(dòng)算法的調(diào)試
    5.3 低溫真空測(cè)試
    5.4 模擬氣球運(yùn)動(dòng)下的太陽跟蹤測(cè)試
    5.5 本章小結(jié)
第6章 高空氣球太陽能電池標(biāo)定試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析
    6.1 高空氣球太陽能電池標(biāo)定試驗(yàn)
    6.2 跟蹤標(biāo)定系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線分析
        6.2.1 數(shù)據(jù)采集及追蹤總體情況分析
        6.2.2 氣球上升環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)分析
        6.2.3 高空氣球上升階段跟蹤情況
        6.2.4 系統(tǒng)平飛階段追蹤情況分析
        6.2.5 吊艙降落及落地情況分析
        6.2.6 探空儀測(cè)試系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：2915773