發(fā)布時間：2023-03-24 05:02

　　面對迫在眉睫的能源危機,太陽能作為具有清潔無污染、用之不竭等特點的新能源受到了全球性的青睞,光伏發(fā)電技術(shù)正在快速向前發(fā)展。光伏發(fā)電自動跟蹤裝置可以提高太陽能的利用率,增加太陽電池的發(fā)電量,在光伏發(fā)電中獲得廣泛應(yīng)用。本文首先分析了影響光伏轉(zhuǎn)效率的因素、太陽運行規(guī)律,對比了常用的跟蹤方法,采用以光電跟蹤為主結(jié)合視日運動軌跡跟蹤的混合式跟蹤方式；然后進行了機械部件、控制部件、光電檢測硬件電路等方面的設(shè)計工作,以及步進電機的脈寬調(diào)制波細(xì)分控制及系統(tǒng)調(diào)試工作；接著根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計了雙軸轉(zhuǎn)動機械裝置,通過步進電機帶動轉(zhuǎn)軸,完成對太陽高度角和方位角的調(diào)整；控制部件使用了MC9S12XS128單片機作為控制器芯片,結(jié)合模糊PID控制算法對步進電機進行了脈寬調(diào)制波細(xì)分控制,并對細(xì)分控制后的角度進行了測試研究；接著利用改進粒子群優(yōu)化算法對模糊PID控制器參數(shù)進行了優(yōu)化；最后本文結(jié)合光照檢測電路的仿真及實物測試研究結(jié)果,以及在實物裝置上進行的雙軸自動跟蹤實驗,確定了系統(tǒng)中電機正反轉(zhuǎn)電壓閾值。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析,證明了該跟蹤方案具有可行性和有效性,能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽的跟蹤,數(shù)據(jù)表明本文中的跟蹤系統(tǒng)的跟蹤精度在±...

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 太陽能發(fā)電跟蹤系統(tǒng)的相關(guān)理論分析
    2.1 影響光伏轉(zhuǎn)換效率的因素分析
        2.1.1 太陽能電池的特性分析
        2.1.2 太陽輻照度與太陽能電池輸出的耦合分析
    2.2 太陽運行軌跡的計算
        2.2.1 地平坐標(biāo)系
        2.2.2 赤道坐標(biāo)系
        2.2.3 太陽高度角和方位角的計算
        2.2.4 日出、日落的時角和方位角
    2.3 太陽跟蹤方式
        2.3.1 光電跟蹤
        2.3.2 視日運動軌跡跟蹤
        2.3.3 太陽跟蹤方式的選擇
        2.3.4 系統(tǒng)抗風(fēng)性能
    本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計
    3.1 控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計
    3.2 控制器的選擇
    3.3 單片機模塊介紹
        3.3.1 輸入/輸出端口
        3.3.2 PWM模塊
        3.3.3 串行通信
        3.3.4 實時時鐘
    3.4 光強檢測電路
        3.4.1 光敏傳感器的選擇
        3.4.2 光強檢測電路設(shè)計
    3.5 機械執(zhí)行裝置設(shè)計
    3.6 步進電機控制分析
        3.6.1 脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)
        3.6.2 步進電機細(xì)分控制
        3.6.3 步進電機轉(zhuǎn)角的測試實驗
    本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計
    4.1 系統(tǒng)建模
    4.2 PID控制的原理及特點
    4.3 模糊PID控制器的設(shè)計
        4.3.1 模糊控制的基本原理
        4.3.2 模糊PID控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.4 基于粒子群算法的模糊PID參數(shù)尋優(yōu)
        4.4.1 基本粒子群算法極其改進
        4.4.2 粒子群優(yōu)化模糊PID參數(shù)的相關(guān)設(shè)計
        4.4.3 粒子群優(yōu)化模糊PID參數(shù)的仿真分析
    4.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計
        4.5.1 總體設(shè)計
        4.5.2 系統(tǒng)初始化模塊
        4.5.3 光電跟蹤模塊
        4.5.4 定時跟蹤模塊
    本章小結(jié)
第五章 雙軸自動跟蹤系統(tǒng)調(diào)試及其結(jié)果檢驗
    5.1 檢測電路的實驗研究
        5.1.1 光敏三極管檢測電路測試
        5.1.2 光信號檢測電路測試研究
    5.2 電壓閾值設(shè)定
    5.3 系統(tǒng)調(diào)試
    本章小結(jié)
總結(jié)
參考文獻
附錄A 插圖清單
附錄B 表格清單
附錄C 主要程序源碼
在學(xué)研究成果
致謝



本文編號：3769498