塔式定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，能源短缺以及隨之而來的環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重，人們越來越重視新能源的開發(fā)和利用，而作為一種理想的可再生能源，太陽能的利用備受關(guān)注，近年來世界各國都在積極開發(fā)太陽能。由于當(dāng)前太陽能的利用效率低，影響并阻礙了太陽能技術(shù)的普及，而如果實(shí)現(xiàn)對太陽的精確跟蹤，進(jìn)而提高接收器的熱效率，以實(shí)現(xiàn)提高太陽能利用效率的目的，這樣就可以推進(jìn)太陽能的普及利用，解決當(dāng)前的能源短缺問題，又不會對環(huán)境帶來污染，從而造福人類。綜上原因，本論文著

2、重對太陽跟蹤技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　 太陽跟蹤的方法主要有兩種，光電跟蹤和視日運(yùn)動軌跡跟蹤。對這兩種跟蹤方法進(jìn)行分析比較得出，本系統(tǒng)中采用兩種跟蹤方法相結(jié)合的方式，以實(shí)現(xiàn)對太陽的精確跟蹤。當(dāng)太陽光線強(qiáng)度達(dá)到光電跟蹤要求時(shí)，系統(tǒng)采用光電跟蹤方式，否則采用視日運(yùn)動軌跡跟蹤。如果在晴天進(jìn)行光電跟蹤時(shí)突然出現(xiàn)云層遮擋太陽的情況，系統(tǒng)能夠自動切換為視日運(yùn)動軌跡跟蹤方式；當(dāng)太陽光線強(qiáng)度又達(dá)到光電跟蹤的要求時(shí)，系統(tǒng)再切換到光電跟蹤，從而實(shí)

3、現(xiàn)對太陽的全天候自動跟蹤。
　　 本文首先對太陽時(shí)角和赤緯角、太陽高度角和方位角以及定日鏡的高位角和方位角進(jìn)行理論分析與計(jì)算，以此為依據(jù)設(shè)計(jì)了一種基于太陽位置測量的精度高、穩(wěn)定性好的光電傳感器。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，本文采用C8051F020單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心，并參照單片機(jī)的特點(diǎn)和所需實(shí)現(xiàn)的功能，完成了單片機(jī)的外圍硬件電路設(shè)計(jì)和相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。文中詳細(xì)介紹了系統(tǒng)中的重要器件及其所能實(shí)現(xiàn)的功能，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件接口電路，主要

4、包括光強(qiáng)檢測電路、時(shí)鐘電路、顯示電路、數(shù)據(jù)存儲電路、電機(jī)控制電路等。根據(jù)設(shè)計(jì)功能的需要，完成了系統(tǒng)的主程序模塊、視日運(yùn)動軌跡跟蹤模塊、光電跟蹤模塊、時(shí)鐘模塊以及其他相關(guān)功能模塊的軟件設(shè)計(jì)工作。通過軟硬件的有效結(jié)合，跟蹤控制系統(tǒng)的工作可以達(dá)到較高的精度以及較好的穩(wěn)定性。
　　 經(jīng)軟硬件聯(lián)合調(diào)試驗(yàn)證，本文塔式定日鏡跟蹤控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)均是切實(shí)可行的，該跟蹤控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行平穩(wěn)和跟蹤精度高等特點(diǎn)，能夠?qū)?/p>