面對(duì)迫在眉睫的能源危機(jī),太陽(yáng)能作為具有清潔無(wú)污染、用之不竭等特點(diǎn)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(dòng)跟蹤裝置可以提高太陽(yáng)能的利用率,增加太陽(yáng)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(yáng)運(yùn)行規(guī)律,對(duì)比了常用的跟蹤方法,采用以光電跟蹤為主結(jié)合視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤的混合式跟蹤方式；然后進(jìn)行了機(jī)械部件、控制部件、光電檢測(cè)硬件電路等方面的設(shè)計(jì)工作,以及步進(jìn)電機(jī)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(jì)了雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械裝置,通過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸,完成對(duì)太陽(yáng)高度角和方位角的調(diào)整；控制部件使用了MC9S12XS128單片機(jī)作為控制器芯片,結(jié)合模糊PID控制算法對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行了脈寬調(diào)制波細(xì)分控制,并對(duì)細(xì)分控制后的角度進(jìn)行了測(cè)試研究；接著利用改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法對(duì)模糊PID控制器參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化；最后本文結(jié)合光照檢測(cè)電路的仿真及實(shí)物測(cè)試研究結(jié)果,以及在實(shí)物裝置上進(jìn)行的雙軸自動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn),確定了系統(tǒng)中電機(jī)正反轉(zhuǎn)電壓閾值。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)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(duì)太陽(yáng)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(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 太陽(yáng)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(yáng)能電池的特性分析
        2.1.2 太陽(yáng)輻照度與太陽(yáng)能電池輸出的耦合分析
    2.2 太陽(yáng)運(yùn)行軌跡的計(jì)算
        2.2.1 地平坐標(biāo)系
        2.2.2 赤道坐標(biāo)系
        2.2.3 太陽(yáng)高度角和方位角的計(jì)算
        2.2.4 日出、日落的時(shí)角和方位角
    2.3 太陽(yáng)跟蹤方式
        2.3.1 光電跟蹤
        2.3.2 視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤
        2.3.3 太陽(yáng)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(jì)
    3.1 控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)
    3.2 控制器的選擇
    3.3 單片機(jī)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(shí)時(shí)時(shí)鐘
    3.4 光強(qiáng)檢測(cè)電路
        3.4.1 光敏傳感器的選擇
        3.4.2 光強(qiáng)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
    3.5 機(jī)械執(zhí)行裝置設(shè)計(jì)
    3.6 步進(jìn)電機(jī)控制分析
        3.6.1 脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)
        3.6.2 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制
        3.6.3 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角的測(cè)試實(shí)驗(yàn)
    本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)建模
    4.2 PID控制的原理及特點(diǎn)
    4.3 模糊PID控制器的設(shè)計(jì)
        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(jì)
    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(jìn)
        4.4.2 粒子群優(yōu)化模糊PID參數(shù)的相關(guān)設(shè)計(jì)
        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(jì)
        4.5.1 總體設(shè)計(jì)
        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(shí)跟蹤模塊
    本章小結(jié)
第五章 雙軸自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)調(diào)試及其結(jié)果檢驗(yàn)
    5.1 檢測(cè)電路的實(shí)驗(yàn)研究
        5.1.1 光敏三極管檢測(cè)電路測(cè)試
        5.1.2 光信號(hào)檢測(cè)電路測(cè)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(xiàn)
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(hào)：3769498