太陽能作為一種新興的綠色清潔能源，具有清潔型、無害性及普遍性等優(yōu)點，但卻存在光照強度分散、強烈的非線性以及不易儲存等缺點，因此，最大限度的提高太陽能利用率已成為當前國內(nèi)外應用研究的熱點。本文針對太陽能應用中利用率較低的熱點問題，設計了一種高精度的太陽自動跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)可最大限度的吸收太陽能，解決了太陽能在實際應用中利用率不高的問題。本論文的研究工作主要包括以下幾個方面：首先，分析了當前太陽自動跟蹤系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，選取了視日運動軌跡式跟蹤與光電式跟蹤相結(jié)合的混合式跟蹤方式、南北水平放置東西跟蹤的軸向方式作為本系統(tǒng)的控制方式，采用高效的無刷直流電機（BLDC）作為本系統(tǒng)的驅(qū)動電機，選取了精確度較高的跟蹤算法作為項目的跟蹤算法。其次，分析了驅(qū)動系統(tǒng)無刷直流電機的控制原理，在matlab/simulink中建立了無刷直流電機的本體數(shù)學模型及雙閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)學模型，對太陽自動跟蹤系統(tǒng)的控制部分（主控系統(tǒng)及從控系統(tǒng)）進行數(shù)學建模以驗證跟蹤系統(tǒng)的運行性能。再次，將飛思卡爾DSP作為主控芯片，完成了電壓轉(zhuǎn)換模塊、DSP控制模塊、通信模塊、傳感器采集模塊以及功率開關(guān)驅(qū)動模塊等硬件電路原理設計；設... 

【文章來源】：華僑大學福建省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景
    1.2 課題研究的意義
    1.3 國內(nèi)外研究動態(tài)
        1.3.1 國內(nèi)研究動態(tài)
        1.3.2 國外研究動態(tài)
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
        1.4.1 論文主要研究內(nèi)容
        1.4.2 論文章節(jié)安排
第2章 太陽自動跟蹤系統(tǒng)工作方式的選擇
    2.1 太陽自動跟蹤系統(tǒng)控制方式的選擇
    2.2 太陽自動跟蹤系統(tǒng)軸向方式的選擇
    2.3 太陽自動跟蹤系統(tǒng)驅(qū)動電機的選擇
    2.4 本章小結(jié)
第3章 視日運動軌跡式跟蹤算法
    3.1 視日運動軌跡式跟蹤的理論背景
    3.2 太陽位置的確定算法
    3.3 影響太陽位置的參數(shù)計算
        3.3.1 時差 Eq 的計算
        3.3.2 太陽赤緯角δ的計算及仿真
        3.3.3 真太陽時角τ的計算及仿真
    3.4 太陽自動跟蹤系統(tǒng)中偏移角的計算
    3.5 本章小結(jié)
第4章 太陽自動跟蹤系統(tǒng)的建模
    4.1 太陽自動跟蹤系統(tǒng)的總體方案
        4.1.1 機械部分
        4.1.2 控制部分
        4.1.3 人機交互界面
    4.2 無刷直流電機的控制系統(tǒng)建模
        4.2.1 無刷直流電機的基本原理
        4.2.2 無刷直流電機的控制
        4.2.3 無刷直流電機的數(shù)學模型
        4.2.4 無刷直流電機的建模
    4.3 控制部分主控系統(tǒng)的建模
        4.3.1 工作時間計算模塊
        4.3.2 運行模式選擇模塊
    4.4 控制部分從控系統(tǒng)的建模
        4.4.1 偏移角計算模塊
        4.4.2 極限位驗證模塊
        4.4.3 光電傳感器信號處理模塊
        4.4.4 電機驅(qū)動信號轉(zhuǎn)化模塊
    4.5 本章小結(jié)
第5章 太陽自動跟蹤系統(tǒng)的設計
    5.1 控制部分硬件設計
        5.1.1 控制部分 DSP 的選型
        5.1.2 控制部分硬件組成結(jié)構(gòu)
        5.1.3 電壓轉(zhuǎn)換電路
        5.1.4 DSP 控制模塊
        5.1.5 通信模塊
        5.1.6 傳感器采集電路
        5.1.7 功率開關(guān)驅(qū)動模塊
    5.2 控制部分軟件程序設計
    5.3 人機交互界面設計
    5.4 本章小結(jié)
第6章 仿真及實驗分析
    6.1 無刷直流電機控制系統(tǒng)仿真及分析
        6.1.1 仿真結(jié)果
        6.1.2 仿真分析
    6.2 無刷直流電機控制系統(tǒng)實驗及分析
        6.2.1 實驗結(jié)果
        6.2.2 實驗分析
    6.3 太陽自動跟蹤系統(tǒng)仿真及分析
        6.3.1 連續(xù)測試對比分析
        6.3.2 單點測試對比分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 工作展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]關(guān)于不同單軸跟蹤方式的對比分析[J]. 余雷,王軍,王新,張耀明.  太陽能學報. 2011(03)
[2]用于碟式太陽能聚能器的太陽自動跟蹤系統(tǒng)研制[J]. 尤力,周建江.  信息化研究. 2011(01)
[3]太陽能光伏發(fā)電二軸跟蹤機構(gòu)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 陳建彬,沈惠平,丁磊,危鳳江.  機械設計與制造. 2010(08)
[4]步進式雙軸太陽跟蹤運動控制方法的研究[J]. 李鵬,楊培環(huán),廖錦城,吳賀利,翟鵬程,張清杰.  機械制造. 2009(12)
[5]全自動太陽跟蹤器的研制和應用[J]. 呂文華,賀曉雷,于賀軍,李建英.  光學精密工程. 2008(12)
[6]太陽能光伏發(fā)電自動跟蹤系統(tǒng)[J]. 郭忠文.  太陽能. 2008(06)
[7]混合雙軸太陽自動跟蹤裝置的研究[J]. 王尚文,高偉,黃樹紅.  可再生能源. 2007(06)
[8]主動式雙軸太陽跟蹤控制器[J]. 劉四洋,伍春生,彭燕昌,許洪華.  可再生能源. 2007(06)
[9]跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)研究[J]. 竇偉,許洪華,李晶.  太陽能學報. 2007(02)
[10]氣象用太陽赤緯和時差計算方法研究[J]. 于賀軍.  氣象水文海洋儀器. 2006(03)

博士論文
[1]光伏跟蹤系統(tǒng)智能控制方法的研究[D]. 徐曉冰.合肥工業(yè)大學 2010

碩士論文
[1]基于視日運動軌跡的雙軸太陽跟蹤系統(tǒng)的研究[D]. 曾利霞.湖北工業(yè)大學 2012
[2]光伏系統(tǒng)中的高精度太陽跟蹤方法研究[D]. 路博.河南師范大學 2012
[3]光伏并網(wǎng)發(fā)電中太陽跟蹤系統(tǒng)的設計[D]. 王雪蓮.大連理工大學 2011
[4]主動式太陽跟蹤及驅(qū)動系統(tǒng)研究與設計[D]. 任松林.重慶大學 2008
[5]雙軸跟蹤碟式太陽能集熱器的研究[D]. 王尚文.華中科技大學 2007
[6]光伏發(fā)電自動跟蹤系統(tǒng)[D]. 張嘉英.內(nèi)蒙古工業(yè)大學 2006
[7]太陽集熱器熱性能測試系統(tǒng)的研發(fā)[D]. 段瑞芳.華中科技大學 2006



本文編號：3502513