科學(xué)家們公認(rèn),太陽(yáng)能是未來(lái)人類(lèi)最合適、最安全、最綠色、最理想的替代能源。目前太陽(yáng)能利用轉(zhuǎn)化率約為10%～20%。理論分析表明:太陽(yáng)的跟蹤與非跟蹤,能量的接收率相差37.7%。研究開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能雙軸跟蹤裝置,可以提高太陽(yáng)能的接收效率,拓寬太陽(yáng)能的利用領(lǐng)域。 本文研究的內(nèi)容是基于球面機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)跟蹤裝置的控制系統(tǒng)。該跟蹤機(jī)構(gòu)采用三自由度并聯(lián)球面機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)高度角和方位角的實(shí)時(shí)跟蹤,冗余自由度增加了系統(tǒng)的剛度。導(dǎo)出了球面機(jī)構(gòu)的位姿反解,得出機(jī)構(gòu)的輸入角,并針對(duì)太陽(yáng)跟蹤裝置的工作要求,提出了利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤的控制方案。系統(tǒng)采用主動(dòng)式跟蹤,即預(yù)先計(jì)算好對(duì)應(yīng)于某時(shí)刻太陽(yáng)位置的跟蹤機(jī)構(gòu)的輸入角度,通過(guò)跟蹤器上平臺(tái)不同位置上擺放的光電傳感器感受該太陽(yáng)位置的光照,反饋回電信號(hào),單片機(jī)根據(jù)該信號(hào)調(diào)用子程序發(fā)出脈沖對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和方向進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)對(duì)太陽(yáng)的自動(dòng)跟蹤,使跟蹤裝置的上平臺(tái)始終處于垂直于光照方向,達(dá)到了能量最大限度的接收。控制系統(tǒng)硬件選用Atmel公司的At89c51（與Intel公司MCS—51系列兼容）作為控制核心來(lái)控制機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件——步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。完成了單片機(jī)外圍硬... 

【文章來(lái)源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光電三級(jí)管結(jié)構(gòu)原理圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽(yáng)跟蹤方法及應(yīng)用[J]. 鄭小年,黃巧燕.  能源技術(shù). 2003(04)
[2]一種智能型全自動(dòng)太陽(yáng)跟蹤裝置的機(jī)械設(shè)計(jì)[J]. 李建英,呂文華,賀曉雷,于賀軍.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2003(03)
[3]單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 劉國(guó)永,陳杰平.  安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2002(04)
[4]單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的方法研究與應(yīng)用[J]. 黃灼堯.  廣東土木與建筑. 2001(08)
[5]單軸太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的研究[J]. 樊峰鳴,馬良濤.  河南城建高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào). 2000(03)
[6]3-RPS 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析[J]. 林福泳.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 1998(03)
[7]雙級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比分配的分析與計(jì)算[J]. 葉元烈,秦東晨,蘇智劍.  機(jī)械傳動(dòng). 1997(04)
[8]五種太陽(yáng)能設(shè)備跟蹤器及其涉及的物理背景分析[J]. 范岳華,李挺,楊世模,沈龍翔,赫定國(guó),陳自強(qiáng),劉法順,范靜龍.  河南科學(xué). 1991(01)



本文編號(hào)：3287513