太陽光室內(nèi)導(dǎo)入照明是近些年的研究熱點之一,也是太陽光能利用領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一。由于建筑物中室內(nèi)光照不足,為了節(jié)約能源消耗,考慮將太陽光導(dǎo)入室內(nèi)進行照明。這種方式可有效地利用太陽光,提升人類的室內(nèi)生活質(zhì)量,因此太陽光室內(nèi)導(dǎo)入照明得到了廣泛的關(guān)注。光纖型太陽光導(dǎo)入器具有光傳輸效率高、結(jié)構(gòu)靈活、安裝成本低等優(yōu)點。為有效導(dǎo)光,通常采用透鏡會聚的方法,將太陽光導(dǎo)入到光纖。針對現(xiàn)有光纖型太陽光會聚與追蹤系統(tǒng)存在透鏡尺寸小、會聚系統(tǒng)復(fù)雜、追蹤穩(wěn)定性差等缺點,本課題圍繞基于菲涅耳透鏡的太陽光聚光跟蹤系統(tǒng)設(shè)計進行了理論分析、模擬仿真和實驗研究,提出了兩種追蹤與會聚一體的太陽光光纖式聚光系統(tǒng),主要工作如下:一.研究了基于菲涅耳透鏡的光纖式太陽光聚光跟蹤系統(tǒng),確定了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局,提出兩種基于菲涅耳透鏡的太陽光聚光器的方案設(shè)計,以實現(xiàn)高精度、大角度的聚光要求;二.完成了太陽光聚光跟蹤系統(tǒng)各部分的光學(xué)設(shè)計和性能評價,包括聚光關(guān)鍵元器件之一的菲涅耳透鏡的參數(shù)設(shè)計,采用Matlab軟件計算了菲涅耳透鏡的參數(shù),分析了聚光系統(tǒng)的情況及其對聚光效果及跟蹤角度的分析等;三.同時采用GPS粗定位和光電跟蹤精定位兩種方式實現(xiàn)... 

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景、目的和意義
    1.2 太陽跟蹤方式的選擇
        1.2.1 視日運動軌跡跟蹤
        1.2.2 GPS衛(wèi)星定位跟蹤
        1.2.3 光電跟蹤
    1.3 太陽跟蹤機構(gòu)
        1.3.1 單軸跟蹤
        1.3.2 雙軸跟蹤
    1.4 光學(xué)基本理論
    1.5 聚光器
        1.5.1 菲涅耳透鏡的簡介
        1.5.2 菲涅耳透鏡的設(shè)計
    1.6 光纖耦合理論
    1.7 玻璃錐棒
    1.8 課題內(nèi)容安排
第二章 太陽光會聚及采集模塊
    2.1 基于多錐棒型的太陽光會聚系統(tǒng)設(shè)計
        2.1.1 基于多錐棒型的太陽光會聚系統(tǒng)總體設(shè)計
        2.1.2 基于多錐棒型的太陽光會聚系統(tǒng)的跟蹤規(guī)則
        2.1.3 基于多錐棒型的太陽光會聚系統(tǒng)的參數(shù)計算
    2.2 基于雙焦點菲涅耳透鏡的太陽光會聚系統(tǒng)設(shè)計
        2.2.1 基于雙焦點菲涅耳透鏡的太陽光會聚系統(tǒng)總體設(shè)計
        2.2.2 基于雙焦點菲涅耳透鏡的太陽光會聚系統(tǒng)的跟蹤規(guī)則
        2.2.3 基于雙焦點菲涅耳透鏡的太陽光會聚系統(tǒng)的參數(shù)計算
        2.2.4雙焦點菲涅耳透鏡會聚光斑實驗
    2.3 傳光光纖的選擇
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于GPS的太陽光聚光跟蹤系統(tǒng)
    3.1 硬件選擇
        3.1.1 單片機及相應(yīng)模塊的介紹
        3.1.2 GPS模塊
        3.1.3 步進電機選擇
        3.1.4 光電傳感器
    3.2 粗定位和精定位方案設(shè)計
        3.2.1 GPS衛(wèi)星定位跟蹤設(shè)計
        3.2.2 光電跟蹤設(shè)計
第四章 仿真與實驗
    4.1 GPS衛(wèi)星定位跟蹤(粗定位)
        4.1.1 GPS衛(wèi)星定位跟蹤測試
        4.1.2 GPS模塊的指令解析
    4.2 步進電機在光電跟蹤方式中的調(diào)整(精定位調(diào)整)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
發(fā)表論文和參加科研情況說明
附錄A
    A.1 配置引腳
    A.2 使能DMA時鐘、GPIO時鐘及ADC1 時鐘
    A.3 配置ADC通道和DMA設(shè)置
    A.4 GPS粗定位(部分)
    A.5 四象限光電跟蹤程序過程(部分)


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3730690