太阳能电池板双轴自动跟踪伺服控制系统的设计
选-光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计
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结论
本文介绍了双轴太阳能光伏发电自动跟踪系 统。系 统 能 自 动 检 测 昼 夜， 实 时 跟 踪 太 阳。 以 89C52 单片机作为控制器，计算出太阳的实时位置 并转化为脉冲发送给伺服驱动器 ，驱动电动机转动 跟踪装置跟踪太阳。全天候太阳方位跟踪控制系统 能及时根据天气状况对太阳方位跟踪方式进行控制 和选择，将光感跟踪与时间跟踪方式合理地结合， 以调整系统运行方式，降低了系统运行能耗。系统 采取了抗风保护等功能，保证太阳跟踪系统在恶劣 天气条件下安全运行。 该自动跟踪系统准确性高， 可靠性强，提高了太阳能的利用效率。
参考文献：
［ 1］ 樊国梁，张 晓 燕． 定 时 跟 踪 太 阳 时 角 提 高 光 伏 发 电 效 率 ［ J］ ． 内 蒙 古 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） ， 2010 ， 41 （ 1 ） ： 116 － 119． ［ 2］ 图2 跟踪控制系统程序流程图 ［ 3］ ［ 4］ 舒志兵，汤世松，赵李霞． 高精度双轴伺服太阳能跟踪系 ． 2010 智能检测与运动控制会议论文， 统的设计应用 ［D］ 2010 ，31 － 33 ，73． 左云波，徐小力，白廷柱，等． 全天候太阳方位跟踪控制 系统的设计 ［J］． 可再生能源，2011 ，29 （ 1 ） ： 86 － 89． 王国安，米鸿涛，邓天宏，等． 太阳高度角和日出日落时 ． 气象与环境科学， 刻太阳方位角一年变化范围的计算 ［J］ 2007 ，30 （ B09 ） ： 161 － 164． ［ 5］ 吴小雨，王开宝． 光伏发电跟踪控制系统设计 ［J］． 机械 工程师，2009 （ 1 ） ： 129 － 130．
Design of Automatic Dual Axis Tracking Control System in PV
高精度双轴太阳能跟踪控制系统的设计
高精度双轴太阳能跟踪控制系统的设计张双华;文小玲;邵鹏程;陈立明【摘要】A solar tracking photoelectric sensor was designed and an optimization method of hybrid tracking control strategy was proposed for improving solar energy utilization in general photovoltaic power generation system. The system adopts a tracking mode combining time control with photoelectric control. The controller integrates and processes the real-time data of the sensor,converts the deviation angles of pitch and azimuth into some pulse width modulation,thereby drives the stepping motor to make the solar panel in a vertical position with the sun's rays. The experimental results showed that the designed photoelectric detection module could accurately track the position of the sun,and the optimized hybrid tracking control strategy not only reduced the system power consumption,but also improved the tracking accuracy. The entire system finally achieved the goal of maximum utilization of solar energy.%针对一般光伏发电系统中存在的太阳能利用率较低的问题,设计了一种太阳能跟踪光电传感器,并提出了一种混合跟踪控制策略的优化方法.系统采用时控和光控相结合的跟踪模式,通过控制器整合处理传感器的实时数据,将俯仰和方位两个维度的偏差角度转换成一定数量的PWM脉冲,从而驱动步进电机使太阳能电池板与太阳光线呈垂直姿态.实验测试结果表明:所设计的光电检测传感器模块可以准确地跟踪太阳方位,采用优化的混合跟踪控制策略不仅降低了系统功耗,而且提高了跟踪精度,整个系统最终实现了太阳能利用率最大化的目标.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】5页(P315-319)【关键词】太阳能;时控跟踪;光控跟踪;光电传感器;单片机【作者】张双华;文小玲;邵鹏程;陈立明【作者单位】武汉工程大学电气信息学院,湖北武汉 430205;武汉工程大学电气信息学院,湖北武汉 430205;湖北省视频图像与高清投影工程技术研究中心,湖北武汉 430205;;武汉工程大学电气信息学院,湖北武汉 430205;武汉工程大学电气信息学院,湖北武汉 430205【正文语种】中文【中图分类】TM615随着化石能源的逐渐枯竭，环境问题日益严重，很多国家都致力于新能源的开发，而太阳能以其独特的优势成为现有的新型替代能源［1-3］。
太阳能板双轴跟踪系统设计
太阳能双轴自动跟踪系统卢志辉，梁剑龙，杨英勃，许成炜，陈华滨（华南农业大学工程学院，广东广州 510642）摘要：太阳能是一种情结无污染的能源，但目前的利用效率较低。
通过单片机控制的太阳能自动跟踪系统可以使太阳能板始终与阳光垂直，最大化利用太阳能。
关键词：太阳能；自动跟踪；单片机太阳能作为一种清洁无污染的能源，开发前景十分广阔。
然而。
他存在着间隙性光照方向强度随时间不断变化的问题，这就对太阳能的收集和利用装置提出了更高的要求。
目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的，不能充分利用太阳能资源，发电效率低下。
据试验，在太阳能发电中，相同条件下，采用自动跟踪系统发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%，成本下降25%。
因此，在太阳能利用中，使用跟踪系统是很有必要的。
太阳能跟踪系统是近年来的研究热点。
目前已有多种太阳能自动跟踪装置。
但现有的一维太阳能跟踪装置存在着跟踪精度不高、累积误差大、易受光线干扰、自身功耗大等问题。
本项目是一种基于单片机的太阳能双轴自动跟踪系统，即一个垂直方向轴，用来跟踪太阳方位角，一个水平方向轴，用来跟踪太阳高度角，双轴自动控制，互不影响。
此系统能自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板方向，结构简单、成本低，特别适合天气变化比较负责和无人值守的环境（如装载太阳能供电装置的路灯），有效地提高了太阳能的利用率，有较好的推广应用价值。
1研究内容与方法1.1 太阳跟踪方法---光电跟踪光电跟踪，即根据太阳光的实际变化情况运行控制程序，继而步进电机工作使太阳能板与光线垂直的跟踪方式。
这个方案的核心部分是一圆形的电路板，该板分为九个区域(如右图)。
每个区域内布满光敏电阻，并且每个区域的光敏电阻是并联的。
相邻区域的光敏电阻是相互独立。
该圆形电路板是一封闭装置，只在A区的垂直正上方开一大小适中的小孔，该小孔是光线入射的光孔。
当光线照到任何一个区域时，该区域的总电阻阻值必然会发生显著的变化。
当光探头驱动电路检测到这种变化时，把相应的信号传给单片机，进而使单片机控制上下两电机工作。
太阳能电池板自动跟踪系统设计结题报告
二、研究内容与方案
系统设计要求
该太阳能电池板需要利用光敏电阻检测光强，由于光 照强度改变，光敏电阻感应并转换的阻值也就不同，从而 达到控制电池板在东西方向与南北方向0⁰—180⁰的角度范 围内自动跟踪太阳。另外通过双轴跟踪机械装置达到转向 功能，及时捕捉入射光，使其垂直电池板照射，从而使太 阳能电池板的光--电转换效率得到一定提高，而且需保证 该设计系统能够长期在室外运行。
结题报告
课题名称：太阳能电池板自动跟踪系统设计
太阳能电池板自动跟踪系统设计结 题报告提纲
➢1、课题回顾 ➢2、研究内容与方案 ➢3、结论 ➢4、心得体会
一、导致的温室效应以 及日益严峻的环境问题，使得开发并有效利用可再生能源 受到越来越多的关注。太阳能就是取之不尽的可再生能源 ，可利用能量巨大，其具有无限性、普遍性、清洁性和经 济性的特点。然而，由于地球每天24小时的自转以及一年 的公转，太阳能电池板保持一个方向的固定朝向，不能有 效的使太阳能得到利用。由此，我们小组拟设计一种能够 自动跟踪太阳光照射角度的双轴自动跟踪系统，使太阳能 电池板始终垂直于太阳入射光线，以提高太阳能的吸收效 率，从而提高太阳能电池的光--电转换效率。
一般来说光电跟踪灵敏度高，结构设计较为方便，但受天气的影 响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，太阳光线往 往不能照到硅光电管上，就会导致跟踪装置无法对准太阳，有时甚至 会引起执行机构的误动作。
二、研究内容与方案
二、研究内容与方案
二、研究内容与方案
二、研究内容与方案
二、研究内容与方案
通过这次课程设计，我们对如何高效利用太阳能有了 进一步的了解，对于相关器件也有了一定的认识，如光敏 电阻等。巩固并加深了我们对课程的学习，促进和深化了 知识与实践的综合应用，提高了分析问题的能力，培养了 严谨的科学态度。通过实际电路方案的分析比较、设计计 算、软件仿真、元件选择等环节，初步掌握简单传感器电 路的分析方法和工程设计方法，同时通过相互之间的合作 分工也使我们培养了团队合作精神。
《2024年太阳能自动跟踪系统的设计与实现》范文
《太阳能自动跟踪系统的设计与实现》篇一一、引言随着环境保护和可再生能源的日益重视，太阳能的利用成为了全球关注的焦点。
太阳能自动跟踪系统作为一种提高太阳能利用效率的重要手段，其设计与实现显得尤为重要。
本文将详细阐述太阳能自动跟踪系统的设计原理、实现方法和应用前景。
二、系统设计目标本系统的设计目标是为了提高太阳能的利用率和发电效率，通过自动跟踪太阳的运动，使太阳能电池板始终面向太阳，从而最大限度地接收太阳辐射。
同时，系统应具备操作简便、稳定可靠、成本低廉等特点。
三、系统设计原理太阳能自动跟踪系统主要由传感器、控制系统和执行机构三部分组成。
传感器负责检测太阳的位置，控制系统根据传感器的数据控制执行机构进行相应的动作，使太阳能电池板能够自动跟踪太阳。
1. 传感器部分：传感器采用光电传感器或GPS传感器，实时检测太阳的位置。
光电传感器通过检测太阳光线的强度和方向来确定太阳的位置，而GPS传感器则通过接收卫星信号来确定地理位置和太阳的位置。
2. 控制系统部分：控制系统是太阳能自动跟踪系统的核心部分，负责接收传感器的数据，并根据数据控制执行机构的动作。
控制系统采用微处理器或单片机等控制器件，通过编程实现控制算法。
3. 执行机构部分：执行机构主要负责驱动太阳能电池板进行动作。
常见的执行机构有电机、齿轮、导轨等，通过控制执行机构的动作，使太阳能电池板能够自动跟踪太阳。
四、系统实现方法1. 硬件实现：太阳能自动跟踪系统的硬件主要包括传感器、控制系统和执行机构。
传感器和执行机构的选择应根据实际需求和预算进行选择，而控制系统的硬件则需根据所采用的微处理器或单片机等器件进行设计。
2. 软件实现：软件实现主要包括控制算法的编写和系统调试。
控制算法的编写应根据传感器的数据和执行机构的动作进行编程，通过控制算法实现太阳能电池板的自动跟踪。
系统调试则需要对整个系统进行测试和调整，确保系统的稳定性和可靠性。
五、应用前景太阳能自动跟踪系统的应用前景广阔，可以广泛应用于太阳能发电、太阳能热水器、太阳能干燥等领域。
毕业设计 太阳能电池板自动跟踪系统设计
第1章绪论1.1太阳能利用的前景当今，煤，石油，天然气等常规矿产能源，储量越来越少，世界各大经济体都面临能源危机。
按照目前的开采和使用速度，己探明的矿产能源仅够人类再利用几十年，可以说，己经是处在日益枯竭的形势之下。
为了能够获得更多的资源，在石油储量丰富的地区，一直以来冲突不断，而且有外部势力的干预。
为了得到能源，保证经济这架大车的正常运转，不惜以战争为手段，以人民的生命为代价。
中国，作为世界上最大的发展中国家，对石油的依赖程度很高。
以2010年为例：海关总署公布的数据显示，2010年全年我国进口原油2.39亿吨，去年全年原油产量2亿吨，对外依存度逼近55%。
我国已经进入能源预警阶段。
根据国家能源局的报告，到2010年中国已成为世界第一大能源消费国。
其中,电力消费从2005年的2.5亿千瓦时增加到2010年的4.2亿千瓦时，年均增长11.1%；煤炭消费量从2005年的23.18亿吨增加到2010年的32亿吨,年均增长6.8%；石油消费从3.25亿吨增加到4.28亿吨，年均增长5.7%；天然气消费从468亿立方米增加到1090亿立方米，年均增长18.5%；非石化能源消费从1.6亿吨标准煤增加到2.6亿吨标准煤，年均增长10.1%。
“十二五”期间我困能源消费总量将增加8亿至1亿吨标准煤，年均增长4.8%至5.5%，到2015年能源消费总量达41亿至42.5亿吨标准煤。
从以上的数据，很容易看出，完全依靠煤炭!石油等常规能源，是无法满足未来社会经济发展对于能源需求的[1]。
另外一个方面，矿产能源在使用中产生的二氧化碳会造成温室效应；其它的废渣废气对环境造成了无法挽回的损失。
即使是这些能源本身泄漏都会对环境造成危害，如石油管道损坏造成的石油泄漏。
基于以上两个方而的原因，人类正在寻找更适合的能源。
希望能够逐步取代常规的矿产能源。
在填补现有能源不足的同时，也为保护环境做积极的改善。
目前所开发和利用的新能源主要有核能、风能、太阳能、潮汐能等。
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究太阳能是一种清洁、可再生的能源，越来越多的人开始关注和使用太阳能发电系统。
太阳能发电系统中，太阳能电池板的角度对能量转换效率影响很大。
为了使太阳能电池板能够始终面向太阳，保持最佳角度，研究和设计太阳能双轴自动跟踪系统是非常必要的。
首先，系统设计方面。
太阳能双轴自动跟踪系统主要由太阳能电池板、运动控制系统和传感器系统组成。
太阳能电池板负责转换太阳能为电能，是整个系统的核心部件。
运动控制系统根据传感器系统实时采集到的太阳位置数据，控制太阳能电池板的角度调整。
传感器系统包括光敏传感器和方位传感器，负责检测太阳的位置并将数据传输到运动控制系统。
在太阳能双轴自动跟踪系统的研究中，需要考虑以下几个问题。
首先是数据采集问题。
传感器系统需要实时采集太阳的位置数据，以便运动控制系统进行调整。
传感器系统应该具备高精度、快速响应的特点，以确保数据的准确性和系统的灵敏度。
其次是运动控制问题。
运动控制系统需要精确地控制太阳能电池板的角度调整，以达到最佳转换效率。
运动控制系统应该具备稳定性和高精度的特点，以确保太阳能电池板能够准确地跟踪太阳的位置。
此外，系统的安全性和稳定性问题也需要考虑。
例如，对于极端天气条件下的系统运行，系统应该具备抗风、抗雨和抗震能力。
太阳能双轴自动跟踪系统的研究还可以从以下几个方面展开。
首先是材料和结构的研究。
太阳能电池板的材料和结构对于系统的效率和稳定性有着重要影响。
通过研究和优化太阳能电池板的材料和结构，可以提高系统的效率和稳定性。
其次是算法和控制的研究。
根据实时采集到的太阳位置数据，运动控制系统需要精确地计算调整角度，并控制太阳能电池板的运动。
通过研究和优化算法和控制策略，可以提高系统的精度和响应速度。
综上所述，太阳能双轴自动跟踪系统的设计与研究非常重要。
通过合理设计系统的结构和算法，并优化材料和控制策略，可以提高太阳能发电系统的转换效率和稳定性。
这将对太阳能发电系统的普及和应用起到积极的促进作用，推动可持续能源发展。
双轴跟踪循日式太阳能控制系统设计报告
双轴跟踪循日式太阳能控制系统设计班级专业教学系指导老师完成时间2013年 3 月 1 日至2013年5月20日摘要近年来随着人类社会的发展,能源消耗急剧上升，光伏发电技术不断受到人们的关注。
但由于光伏发电需要通过光照才能产生电能，而且当太阳光入射角与电池板垂直时才能产生最大的电能。
因此本设计采用西门子PLC通过控制直流电机改变其受光照的角度，从而尽量实现太阳光入射角与电池板垂直。
其电路主要由电源电路、西门子PLC控制电路、按键电路、传感器检测电路等组成，并且采用MCGS工控组态设计人机界面控制。
通过最后的综合测试，硬件和软件上，都能很好的实现最大的发电效率，具有广泛的应用前景。
关键词：光伏发电、双轴循日、PLC、检测技术目录摘要 (Ⅰ)第一章概述 (1)1.1太能发电技术原理 (1)1.2太阳能光伏电池板板安装结构 (2)1.3光伏发电的跟踪系统结构 (3)1.4光伏发电的跟踪系统发展现状 (3)第二章方案设计 (4)2.1设计要求 (4)2.2方案的确定 (4)2.2.1总体方案 (4)2.2.2总体方案框图 (4)2.3器件选择 (5)2.3.1 PLC控制器选择 (5)2.3.2光线传感器内部器件选择 (5)2.3.4限位传感器选择 (7)2.3.5风速传感器选择 (7)2.3.6电动机的选择 (7)2.3.7继电器的选择 (8)2.3.8其他器件的选择 (8)第三章硬件电路部分 (9)3.1传感器检测电路 (9)3.1.1光线传感器检测电路 (9)3.1.2限位开关传感器检测电路 (9)3.3按键电路 (10)3.2中间继电器控制电路 (10)3.5直流电机电路 (11)3.6电源电路 (11)第四章软件设计 (12)4.1系统运行分析 (12)4.2主程序设计 (12)4.3手动子程序设计 (13)4.4自动程序设计 (15)4.5电机控制程序设计 (16)4.6MCGS中使用到的软元件程序设计 (18)4.7完整程序 (18)第五章人机界面监控设计 (19)5.1MCGS组态软件简介 (19)5.2双轴跟踪循日式太阳能控制系统人机界面设计 (19)5.2.1人机界面绘制 (19)5.2.2系统画面中构件的属性设置 (20)5.2.3设备窗口属性设置 (22)第六章设备调试 (23)6.1设备调试要求 (23)6.2调试结果 (23)6.2.1手动程序调试结果 (23)6.2.2自动程序调试结果 (23)6.2.3人机界面调试结果 (24)6.2.4调试数据结果 (24)6.3调试总结 (24)结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录1：电气电路图 (28)附录2：完整程序 (30)附录3：系统监控运行界面 (38)第一章 概述1.1太能发电技术原理在煤炭、石油、天然气等化石能源消耗急剧增加，并且面临枯竭的21世纪，以太阳能光伏发电、风力发电等新能源为代表的可再生能源变得极其重要。
光伏发电双轴智能跟踪系统设计
光伏发电双轴智能跟踪系统设计摘要：随着经济与技术的共同发展，人们对于能源的需求越来越大，使得目前对于能源的消耗量逐渐增长，但是目前大多数能源还都是采用以往的化石燃料焚烧的方法来都得到。
因此，为了能够使得能源进行一定的优化与改善，就需要不断的探索并开发出新能源。
通过光伏发电双轴智能跟踪系统的应用，能够有效的实现将太阳能转化为电能，在该系统中采用了单片机、锂电池、光电传感器、电机等设备，通过这些设备的应用能够实现智能化的跟踪光源，充分的获取所需的太阳能，并将其合理的利用，有效的发挥该系统的作用。
本篇文章就对于光伏发底单双轴智能跟踪系统进行研究与分析，从而促进该系统的推广与应用，实现新能源的开发与应用。
关键词：光伏发电；智能跟踪系统；在光伏发电的实际应用过程中，其太阳能的有效利用成为了一大难题，因此，为了能够有效的获取充足的太阳能，并且提高电能生产的效率，需要对发电效率以及光能的获取这两项内容进行研究与分析。
对于地球而言，其每个地方所受到太阳照射的时间、程度都是不一样的，且其变化的速度非常快。
因此，为了能够保证光伏发电能够不受该问题的影响，能够获取充足的光能，需要设计出一种特殊的光伏发电系统，并且保证该系统的应用过程中太阳的位置光能发电板的位置能够相互匹配，提高光能的收集效率。
根据相关的研究发现，采用追踪模式能够有效的追踪光能的位置，从而提高光能获取的效率，因此光伏发电双轴智能跟踪系统的研发与应用是非常必要的。
1双轴智能跟踪系统的作用原理在双轴智能跟踪系统的应用过程中，需要相关设备及装置的支持，其中双轴智能跟踪装置发挥重要的作用，在该装置的内部通过应用两个同种类型的电机，能够实现对于高度以及角度的控制，从而保证光伏发电所使用的发电板能够时刻与太阳照射之间的角度保持在90度，在应用的过程中电机通过旋转来时刻的追踪太阳位置的变化情况。
在光伏发电双轴智能跟踪系统中还会利用光电传感器设备，通过该设备的应用能够有效的将光信号转化为电信号。
光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计与应用
及 方 位 角 ％。该 数 据 值 由 天 文 算 法 [M)计 算 得 到 ：
sin y 0 = sin^?sin5 + cos^cos^cosw
( 1)
sin^?siny0 - sin5
c o s r〇= ------------------------
(2)
cos^>cosy0
式中:％ 为太阳光初始高度角； 为太阳光初始方位
本文的研究对象是新型光伏电池板双轴跟踪系 统 其 系 统 外 观 结 构 如 图 1 所示。
图 1 中 ：电 机 1 控 制 电 池 板 的 水 平 方 向 （东 、西方 向 ）转 动 ，跟 踪 太 阳光的方位角；电 机 2 控制光伏电池 板垂直方向（南 、北 方 向 ）转 动 ，跟 踪 太 阳 光 的 高 度 角 ， 最 终 使 得 电 池 板 平 面 与 太 阳 光 实 时 保 持 垂 直 ，提 升 光 伏电站的发电量。该 双 轴 跟 踪 支 架 结 构 设 计 简 单 、巧 妙 ，具有控制灵活、精度高的优点。 1 . 2 系统工作原理
A b stra c t：With the continuous development of photovoltaic industry, in order to improve the power generation of photovoltaic panels and power stations, the tracking control system based on field programmable gate array ( FPGA) control chip is proposed based on a new type of photovoltaic panel dual axis automatic tracking bracket. The azimuth and altitude angles of sunlight are calculated by astronomical calculation method and photoelectric sensor analog correction method. Then, according to the mathematical relationship between the positions of photovotaic ( P V ) panel and feedback, three phase pulse control signal is obtained. The forward and reverse rotation of the two motors are controlled by time sharing in the working process. The sunlight is always perpendicular to the plane of the panel, which realizes the real-time tracking of the sunlight angle. Finally, a project in Xinjiang is taken as an example, the measured data results are compared with the simulation results based on PVsyst software. The Comparison results show that the control system can accurately track the sunlight, which verifies the effectiveness of the system design. Compared with the fixed mode, the photovoltaic power generation can be increased by more than 30% using the dual axis automatic tracking system. The system can be applied in the following engineering projects, and can increase the revenue of photovoltaic power station. Keywords ：Field programmable gate array ( FPG A ) ； Photoelectric sensor; Time sharing control； Propotion integral ( PI ) regulator；Pulse width modulation( PWM) ；Three phase full bridge circuit；PVsyst；Dual axis automatic tracking system
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究摘要：随着能源危机的深化和环境保护意识的增强，太阳能作为一种清洁可再生能源得到了广泛关注和应用。
太阳能发电系统中，太阳能电池板的跟踪器是提高发电效率的重要组成部分。
本文设计并研究了一种太阳能双轴自动跟踪系统，通过对其结构、原理、控制算法和实验测试的分析，验证了其良好的跟踪性能和高效的发电能力。
关键词：太阳能；双轴自动跟踪系统；发电效率；控制算法1. 引言太阳能作为一种绿色、清洁、可再生的能源，受到了广泛的关注和应用。
然而，太阳能电池板在没有跟踪系统的情况下，其发电效率会受到太阳高度角和方位角的限制，造成太阳能的浪费。
因此，研究并设计一种高效、稳定的太阳能双轴自动跟踪系统具有重要意义。
2. 太阳能双轴自动跟踪系统的结构和原理太阳能双轴自动跟踪系统主要由电机、转轴、太阳能电池板和控制系统等组成。
其原理是通过不同天文数据和传感器的反馈，实时测量太阳位置，并通过控制系统将太阳能电池板按照最佳角度面向太阳，以提高发电效率。
3. 控制算法设计与实现为了实现太阳能双轴自动跟踪系统的高效工作，本文采用了基于PID控制算法。
该算法通过测量太阳位置与目标角度的偏差，计算出控制信号，通过电机驱动系统实现太阳能电池板的跟踪运动，并实时校准参数以提高系统的稳定性和精度。
4. 实验测试与结果分析为了验证太阳能双轴自动跟踪系统的性能，进行了一系列实验测试。
结果表明，该系统具有优异的跟踪性能和高效的发电能力。
与不同太阳能电池板跟踪方式相比，本系统的发电效率提高了20%以上，能更好地吸收和利用太阳能。
5. 总结与展望本文设计并研究了一种太阳能双轴自动跟踪系统，通过对其结构、原理、控制算法和实验测试的分析，验证了其良好的跟踪性能和高效的发电能力。
然而，目前还存在一些问题，如成本高、零部件寿命较短等。
因此，未来的研究方向包括提高系统的稳定性、降低成本、延长零部件寿命等，以进一步推动太阳能双轴自动跟踪系统的应用和发展综上所述，本文设计并研究了一种基于太阳能双轴自动跟踪系统，通过对其结构、原理、控制算法和实验测试的分析，验证了其良好的跟踪性能和高效的发电能力。
双轴智能跟踪系统设计探析
双轴智能跟踪系统设计探析0 引言中国有着十分丰富的太阳能资源，光伏发电由于其能源的可再生以及洁净度成为主流的发电手段。
光伏发电利用构成光伏电池的半导体器件的光伏效应，吸收太阳光辐射能，将太阳能直接转化为电能，但太阳能接收器采用固定采光模式，导致太阳能利用率不高，发电量低、成本高。
太阳能接收器跟踪精度低，或自身跟踪机构复杂且能耗大，造成太阳能接收效率不高，甚至出现入不敷出的现象。
国内外研究机构大多从检测技术和控制技术角度出发，采用新型控制构架，优化控制算法，提高跟踪精度。
研制高精度、自身能耗又很小的太阳能发电跟踪装置很有必要。
本文主要针对太阳的空间位置随时间和空间的变化行为，开发出一种适合不同地域和场所光伏发电跟踪系统，保证太阳能设备的能量转换部分所在平面始终垂直太阳光线，提高光伏系统发电效率[1]。
1 光伏发电系统智能跟踪方案设计1.1 光伏发电原理光伏发电原理是太阳能电池半导体材料吸收太阳辐射，在光线照射下发生光电转换效应，将光能转变为电能。
光伏发电装置就是由多片太阳能电池串联起来，再进行封装以及功率控制器件构成的[2]。
太阳能发电有光—热—电和光—电直接转换两种转换方式[3-4]。
1.2 光伏发电系统智能跟踪方法设计太阳跟踪器主要是为了满足太阳能光伏电池组阵列跟随太阳空间位置的变化，实时跟踪太阳，使太阳能电池阵列与太阳保持垂直，接收到太阳辐射能量达到最大，以提高太阳能的转化效率为基本的目的。
本文设计了基于太阳轨迹的分时间歇式控制方式和光电传感器连续跟踪相结合的跟踪方式，每一次调节过程先根据当地地理纬度和太阳位置模型计算太阳轨迹，获得各时刻太阳与当地倾角，对东西向进行每小时一次的角度改变，南北向进行每天一次的角度改变，分时对太阳能电池板角度粗调，再采用光电跟踪方式，根据光敏传感器检测到的光强偏差信号，对太阳能电池板细调，保证太阳能电池板实时正对太阳，获得最大光强。
系统带有限位行程开关，当太阳能电池板达到每天的极限位置后，限位开关输出信号送入单片机控制单元，控制太阳能电池板东西向回归到初始位置，同样，南北方向的限位开关完成每半年的南北向跟踪方向的改变控制。
太阳能电站自动跟踪式控制系统的设计
太阳能电站自动跟踪式控制系统的设计摘要由太阳能电池板的特性可知，它的发电量与照射到它上面的光照强度成正比，而接受太阳的直射光，可以得到太阳的最大光照强度。
采用相同功率的太阳电池板，自动跟踪式光伏发电设备要比固定式光伏发电设备提高发电量至少在40%以上，成本下降30％。
本文介绍了一种新型的太阳能电站自动跟踪式控制系统，该系统具有高可靠性、高稳定性、高抗干扰性，可以广泛推广应用，达到实时跟踪太阳的效果。
关键词光电检测；自动跟踪；单片机0 引言传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源，因此太阳能光伏发电以系统是一个重要的发展方向。
只有光伏组件能够时刻正对太阳，效率才会达到最佳状态，所以需要太阳能电站自动跟踪式控制系统来完成。
1 太阳能电站自动跟踪式控制系统的组成1.1光传感器的设计利用硅电池片的光电特性，采用硅电池片作为光感元件，研制太阳能光控跟踪器。
1.1.1光传感器设计结构光传感包括3个部分，水平传感器、仰俯传感器、光强传感器。
其中仰俯传感器、水平传感器结构相同，摆放位置不同；光强传感器与前两个传感器机构相似，图1为仰俯传感器、水平传感器的原理图，图2为光强传感器的原理图。
图1图2图1中两个受光面1、2各贴放一个硅电池片，可以接受从空中透过的光。
A部分为涂黑遮光处，以避免漫反射光对硅电池片的干扰。
在两个A部分中间为透明，面积大小为硅电池片面积的大小，这样可以准确捕捉到光，准确无误不受干扰。
在受光面1、2的保留倾角α可以更好的提高捕捉灵敏度。
图2中受光面1贴放一个硅电池片，接受从空中透过的光直接检测光的强度。
1.1.2工作原理图3图3为3个传感器的安装示意图，当光强传感器中硅电池片5输出的电压信号超出设定的光控工作值时，控制器启动光控程序，根据水平传感器与仰俯传感器输出地信号调整电机工作，直至水平传感器与仰俯传感器输出平衡信号，停止电机动作。
太阳能电池阳光双轴伺服跟踪系统设计与仿真
第33卷第6期2020年12月大学物理实验PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGEVol.33No.6Dec.2020文章编号：1007-2934(2020)06-0100-05太阳能电池阳光双轴伺服跟踪系统设计与仿真吴幸铠，许明国**收稿日期：2020-08-27 *通讯联系人(长春理工大学光电信息学院，吉林长春130114)摘要：光伏发电的能量利用率一直以来困扰着大家，为了解决太阳能发电高成本、低利用率的问题，文章以通过运用太阳运动轨道、光电检测、伺服控制技术、电子电路的知识设计出视日轨道跟踪方式和光电跟踪方式相结合的太阳跟踪系统。
并且搭建出一套以Arduino控制核心的双轴太阳跟踪系统，并完成对硬件与软件合理性的仿真测试。
关键词：太阳运动轨道;光电检测;伺服控制;双轴跟踪系统中图分类号:04-33文献标志码：A DOI:10.14139/22-122&2020.06.026太阳能与石化能源相比有巨大的优势，但是太阳能的利用技术还有很多待攻克的难关:光伏发电转换效率、经济效益低下⑴。
目前,提高太阳能利用率的方法主要有从能量的有效采集和能量最大转换效率两个方面入手。
传统的太阳能转换装置通常采用单轴固定式跟踪方式,此方式大大地限制了太阳能板接收太阳光线的范围，导致太阳能转换效率低下。
为了提高太阳能发电的利用效率，设计采用了光电探测、视日跟踪、伺服控制、双轴控制等技术结合实现对太阳的精准跟踪。
系统能够在不同的天气情况下跟踪太阳，太阳能板根据太阳位置的变化而进行调整,从而与太阳光线保持垂直。
1系统设计分析目前，常见的太阳能跟踪系统有太阳轨道跟踪系统、压差式跟踪系统或光电跟踪系统。
然而,这些跟踪方式都有其自身的缺陷。
如:太阳轨道跟踪系统是通过计算太阳运动的天文轨道来实现跟踪,太阳轨道跟踪的精度较低;压差式跟踪是利用不同介质在封闭容器内根据受到太阳光照的不同而产生压差从而实现跟踪;光电跟踪是利用光电探测器对云层进行探测找到最大光强点从而确定太阳的位置，光电跟踪的跟踪精度较高,但受天气的影响较大。
光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计与应用
光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计与应用摘要：为了提高光伏阵列吸收太阳辐射能量的能力，目前国内外大多数研究主要集中在最佳倾角固定安装和传感器跟踪装置。
光伏阵列最佳倾角固定安装成本最低，但由于太阳光入射角的变化，光伏阵列不能高效吸收太阳辐射能量，性价比较低。
自动跟踪装置随时根据太阳的运行轨迹调整阵列表面角度，在相同的辐照条件下吸收比固定安装方式更多的太阳辐射能量。
但由于太阳能发电系统的长期工作、气候条件的多变性、复杂性，使传感器分辨率降低，导致电动机经常性动作，浪费电能，造成系统损坏，降低了发电效率。
关键词：光伏发电；自动跟踪；控制通常，光伏电池板用于捕获太阳辐照度。
但是，从一个固定的面板中提取的能量，在一整天内，是不能达到最大的，这是由于光伏板的静态排列限制了能量利用。
为了在一天中获得最大的发电量，需要设计一种太阳自动跟踪装置，能对太阳光线实施随时跟踪，使得太阳光线能与光伏电池方阵始终保持垂直。
太阳能跟踪常用的方法有两种：视日跟踪和光电跟踪。
视日跟踪是根据光伏发电装置所在位置的经度、纬度、日期等信息，计算出一天中不同时段太阳位置信息，并存储在控制器的存储芯片中光，通过当天不同时刻太阳的位置数据而进行跟踪的方式。
光电跟踪则是利用光电传感器来采集太阳光信号，将光线传感器输出的模拟量电压信号通过模数转换，使用单片机或ＰＬＣ等来驱动光伏电池板实现实时追踪太阳光。
一、光伏发电1、光伏电池。
太阳能光伏发电主要通过光伏电池进行光能和电能之间的转化，通过 PN 结的电场效应产生电能。
当前光伏电池的种类很多，制作工艺也有很多种，光伏电池的发电效率随着太阳光谱分布、太阳光强度及电池自身温度等的变化而不断变化。
2、光伏发电的优点。
光伏电池是以 PN 结半导体为主，在地球上拥有丰富的半导体制作原材料——硅，因此光伏发电与传统的发电设备相比，有以下优点：（1）太阳能非常丰富，取之不尽，用之不竭，在当前看来，太阳能是一种可以“无限”使用的可再生免费能源。
太阳能电池板自动追踪系统的设计
太阳能电池板自动追踪系统结构设计1目录1.课程项目任务书 (3)2.项目选题构思 (4)2.1选题的背景依据 (4)2.2 方案的分析 (4)2.3项目规划 (4)3.项目整体设计 (5)4.项目运行 (5)4.1三维设计图 (5)4.2实物设计 (8)4.3 整体调试 (8)5．总结与体会 (9)21.课程项目任务书本学期开展可编程控制系统设计与实现课程项目，是为了培养学生运用专业知识解决实际应用的能力，进一步加强一般控制系统的安装调试技能训练，引导学生进行项目任务要求分析及项目实施工作方法选择，建立创新意识、激发其对专业学习兴趣和热情，培养学生团队的工作作风。
2.项目选题构思2.1选题的背景依据目前对于能源大多行业还在使用传统的煤炭，电能等，而现在据国务院印发的“十四五”节能减排综合工作方案的通知可以明确看出未来的能源市场会被新型的绿色能源所据，太阳能无疑是非常好的选择，但是现在的太阳能收集装置大多都是靠着大的占地面积才能收集到能源，因为太阳会随着时间偏移，使得收集能量的效率大幅降低，这对于将太阳能运用到生活中无疑是不小的缺陷，同时在操作太阳能板块时操作不规范将会导致不小的能量损失，而本次项目的设计灵感无疑是由此产生的。
2.2 方案的分析我们先设计电路，进行仿真，然后再使用三维软件搭建结构。
我们在实物的顶端全方面安装的光敏电阻，连接到arduion主板，在电脑上使用的arduion软件进行编程，同时配对适应的步进电机，光敏电阻发出信号至主板，主板根据编程带动步进电机，使太阳能板可以精准的收集太阳能，同时因为可运动的结构使得需要的占地面积得到减少，可以大幅度的提高能力的收集率。
2.3项目规划3.项目整体设计本设计采用Arduino Nono来实现控制，用光敏电阻传递信号，本项目用到了两个步进电机，一个来控制控制横向运动，一个控制纵向运动。
利用光敏电阻接收信号，根据光敏电阻的信号。
4.项目运行4.1三维设计图机械三维装配图如图4.1-4.2所示。
双轴伺服太阳能跟踪系统的设计
关键词 : 运动轨迹跟踪 太阳能 跟踪系统 PLC 伺服电机 中图分类号 : TP275 文献标志码 : A
Abstract: In order to fully utilize solar energy with high efficiency, the dual2axis servo solar tracking system based on PLC has been designed.
到日出时角的表达式为 :
ω 1
= arccos(
-
tan;
tanδ)
(9)
ω 2
=
-
a rcco s (
-
tan;
tanδ)
( 10)
计算出日出时角和日落时角后 , 由式 ( 7 ) 可得出
日出时间 T1 和日落时间 T2 , 即 :
T1
= 12
-
ω 1
/15
( 11)
T2 = 12 +ω2 /15
《自动化仪表 》第 32卷第 2期 2011年 2月
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双轴伺服太阳能跟踪系统的设计 汤世松 ,等
器 ,驱动伺服电机实时跟踪太阳 ,以达到对太阳进行实 时跟踪的目的 。太阳在天球上的位置可由太阳高度角
α s
和太阳方位角
γ s
确定
。太阳高度角
α s
又称为太阳
高度或太阳俯仰角 ,是指太阳光线与地表水平面之间
的夹角 ( 0≤αs ≤90°) [4 ] ,可由下式计算得出 :
太阳能电池板双轴自动跟踪伺服控制系统的设计
题目：光伏发电太阳能电池板双轴伺服控制系统研究一、题目说明1、双轴跟踪的基本原理双轴跟踪又可以分为两种方式：极轴式全跟踪和高度----方位角式全跟踪。
极轴式全跟踪原理如图1.1所示，太阳能设备的能量转换部分的一轴指向地球北极，即与地球自转轴相平行，故称为极轴；另一轴与极轴垂直，称为赤纬轴。
工作时太阳能设备的能量转换部分所在平面绕极轴运转，其转速的设定与地球自转角速度大小相同方向相反用以跟踪太阳方位角：反射镜围绕赤纬轴作俯仰转动是为了适应太阳高度角的变化，通常根据季节的变化定期调整养第轴图1.1极轴式跟踪高度角---方位角式太阳跟踪方法又称为地平坐标系双轴跟踪，其原理如图 1.2所示。
太图1.2高度---方位角式全跟踪阳能设备的能量转换部分的方位轴垂直于地平面，另一根轴与方位轴垂直，称为俯仰轴。
工 作时太阳能设备的能量转换部分根据太阳的视日运动绕方位轴转动改变方位角，绕俯仰轴作 俯仰运动改变太阳能设备的能量转换部分的倾斜角，从而使能量转换部分所在平面的主光轴 始终与太阳光线平行。
这种跟踪系统的特点是跟踪精度高，而且太阳能设备的能量转换部分 的重量保持在垂直轴所在的平面内，支承结构的设计比较容易。
2、光伏发电系统光电板自动跟踪系统的原理太阳电池方阵的发电量与阳光入射角有关， 光线与太阳电池方阵平面垂直时发电量最大， 如果改变入射角，发电量将明显下降。
其基本原理与结构为：由 2台电动机和减速机分别构成 方位角转动机构和高度角转动机构，光电传感器与太阳能电池板方阵平面垂直安装。
随着光 线方向的细微改变，传感器失衡，引起系统输出信号产生偏差，达到一定幅度时，方向开关 电路启动，执行机构开始进行纠正，使光电传感器重新达到平衡，即太阳能电池板方阵平面 与光线构成90度角而停止转动，并完成一次调整周期。
如此不断地调整，时刻沿着太阳的运 行轨迹追随太阳，构成一个闭路负反馈系统，实现了跟踪功能。
该系统不需设定基准位置， 跟踪器永远不会迷失方向。
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究
太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究太阳能双轴自动跟踪系统设计与研究一、引言近年来，随着全球对清洁能源需求的不断增加，太阳能作为一种绿色环保的能源形式，受到了广泛的关注和研究。
太阳能光伏系统的效率取决于太阳光的照射角度，而太阳能跟踪系统能够实时调整太阳能电池板的位置，以最佳角度接收太阳光，从而提高能源转化效率。
因此，对太阳能双轴自动跟踪系统的设计与研究具有重要意义。
二、太阳能双轴自动跟踪系统的工作原理太阳能双轴自动跟踪系统主要由光敏电阻、控制电路、电机、轴承和太阳能电池板等组成。
光敏电阻用于实时感知光照强度，然后通过控制电路对电机进行驱动，使太阳能电池板跟随太阳的运动。
该系统的工作原理如下：1. 光敏电阻感知：将光敏电阻安装在太阳能电池板的一侧，用于感知光照的强度。
电阻的电阻值与光照强度呈反比关系，因此可以通过电阻值来判断光照的强弱。
2. 控制电路驱动：利用控制电路对电机进行驱动，实现太阳能电池板的双轴自动跟踪。
控制电路根据光敏电阻感知到的电阻值来判断光照的强弱，并根据一定的算法计算出电机驱动的方向和速度，以实现太阳能电池板的准确跟随。
3. 电机驱动：太阳能双轴自动跟踪系统采用两个电机，分别用于水平轴和垂直轴的驱动。
电机通过与控制电路的配合，实现太阳能电池板的水平和垂直方向的旋转，使其能够跟随太阳的运动轨迹，并保持最佳接收太阳光的角度。
4. 轴承：太阳能电池板通过轴承连接到电机，以实现旋转。
轴承设计应具有较高的承载能力和较小的摩擦阻力，确保太阳能电池板的平稳运转。
三、太阳能双轴自动跟踪系统的设计要点1. 光敏电阻的选择：选择感光度高、响应速度快、稳定性好的光敏电阻，以确保系统能够准确感知光照强度变化。
2. 控制电路的设计：控制电路要能够准确判断光敏电阻感知到的光照强度，根据一定的算法计算出电机驱动的参数，并能够稳定、准确地驱动电机。
3. 电机的选用：选择符合系统需求的电机，应考虑电机的转速、转矩和功率等参数，并能够与控制电路进行良好的配合。
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题目：光伏发电太阳能电池板双轴伺服控制系统研究
一、题目说明
1、双轴跟踪的基本原理
双轴跟踪又可以分为两种方式:极轴式全跟踪和高度----方位角式全跟踪。
极轴式全跟踪原理如图1.1所示，太阳能设备的能量转换部分的一轴指向地球北极，即与地球自转轴相平行，故称为极轴；另一轴与极轴垂直，称为赤纬轴。
工作时太阳能设备的能量转换部分所在平面绕极轴运转，其转速的设定与地球自转角速度大小相同方向相反用以跟踪太阳方位角:反射镜围绕赤纬轴作俯仰转动是为了适应太阳高度角的变化，通常根据季节的变化定期调整。
图1.1 极轴式跟踪
高度角---方位角式太阳跟踪方法又称为地平坐标系双轴跟踪，其原理如图1.2所示。
太
图1.2 高度---方位角式全跟踪
阳能设备的能量转换部分的方位轴垂直于地平面，另一根轴与方位轴垂直，称为俯仰轴。
工作时太阳能设备的能量转换部分根据太阳的视日运动绕方位轴转动改变方位角，绕俯仰轴作俯仰运动改变太阳能设备的能量转换部分的倾斜角，从而使能量转换部分所在平面的主光轴始终与太阳光线平行。
这种跟踪系统的特点是跟踪精度高，而且太阳能设备的能量转换部分的重量保持在垂直轴所在的平面内，支承结构的设计比较容易。
2、光伏发电系统光电板自动跟踪系统的原理
太阳电池方阵的发电量与阳光入射角有关，光线与太阳电池方阵平面垂直时发电量最大，如果改变入射角，发电量将明显下降。
其基本原理与结构为：由2台电动机和减速机分别构成方位角转动机构和高度角转动机构，光电传感器与太阳能电池板方阵平面垂直安装。
随着光线方向的细微改变，传感器失衡，引起系统输出信号产生偏差，达到一定幅度时，方向开关电路启动，执行机构开始进行纠正，使光电传感器重新达到平衡，即太阳能电池板方阵平面与光线构成90度角而停止转动，并完成一次调整周期。
如此不断地调整，时刻沿着太阳的运行轨迹追随太阳，构成一个闭路负反馈系统，实现了跟踪功能。
该系统不需设定基准位置，跟踪器永远不会迷失方向。
系统还设有防杂光干扰及夜间停止跟踪电路，并附有手动控制开关，以方便调试。
光电板跟踪系统框图如图1.3所示。
图1.3 光电板自动跟踪系统框图
3、太阳高度角和方位角
1) Coper方程
太阳光线与地球赤道面的交角就是太阳的赤纬角，以 表示。
在一年中，太阳赤纬每天都在变化，但不超过士23°27´的范围。
夏天最大变化到夏至日的+23°27´;冬季最小变化到冬至日的-23°27´.太阳赤纬随季节变化，按照Coper方程，
计算得：
)365
284360sin(45.23n +⨯=δ (2.1) 式中，n 为一年中的天数，如:在春分，n=81，则δ=0，自春分日起的第d 天的太阳赤纬为: )365
2sin(45.23d πδ= (2.2)
2) 太阳角的计算 如图1.4所示，指向太阳的向量S 与天顶Z 的夹角定义为天顶角，用θ Z 表示；向量S 与地平面的夹角定义为太阳高度角，用h 表示；S
在地面上的投影线与南北方向线之间的夹角为太阳方位角，用γ表示。
太阳的时角用ω表示，它定义为:在正午时ω=0，每隔一个小时增加15°，上午为正，下午为负。
图1.4 太阳角的定义
①太阳高度角
计算太阳高度角的表达式为
sinh=sin φsin δ+cos φcos δcos ω （2.3）
式（2.3）中，φ为地理纬度；δ为太阳赤纬角；ω为太阳时角。
正午时 ，ω =0，cos ω=1，(2.3)式可以简化为：
sinh=sin φsin δ+cos φcos δ=cos(φ-δ) （2.4）
因为，cos(φ-δ)=sin[90士(φ-δ)]，所以
sinh=sin[90土（(φ-δ)）] （2.5）
正午时，若太阳在天顶以南，即φ>δ，取
sinh=sin[90一(φ-δ)] （2.6）
从而有，
h=90+(φ-δ) （2.7）
在南北回归线内，有时正午时太阳正对天顶，则有φ=δ，从而h=90°。
②太阳方位角
太阳方位角按下式计算， cosh
cosh sin sin sinh cos δδγ-= (2.8) 也可用下式计算， cosh
sin cos sin ωδγ= (2.9) 根据地里纬度，太阳赤纬以及观测时间，利用式(2.8)或者式(2.9)中的任意一个可以求出任何地区，任何季节某一时刻的太阳方位角。
利用太阳高度角和方位角的数学模型，就可以在固定纬度，固定时段计算出太阳在此条件下的方位。
从而可以通过控制使光伏系统朝向太阳位置对其进行有效跟踪，提高系统的发电效率。
下面是太阳位置计算程序流程图。
4、发电跟踪系统组成
发电跟踪系统的组成框图如图1.5所示。
1.5 发电跟踪系统组成框图5、跟踪系统的机械结构简图
跟踪系统的机械结构简图如图1.6所示。
1.6 跟踪系统的机械结构简图6、控制系统的结构
控制系统结构如图1.7所示。
由上图可以看出，需要做两部分的工作。
(1)这是个跟踪问题，首先就需要计算出需要跟踪的轨迹。
跟踪的轨迹分为两条，一条是水平方向的，一条是垂直方向的。
这里的轨迹是结合太阳位置计算方法和第二章得出的结论来设计的。
将水平方向的位置用方位角来表征，垂直方向的位置用高度角来表征。
那么，太阳高度角Th是指太阳光线与水平面的交角，方位角TA 则是指阳光在水平面上投影和当地子午线间的夹角。
太阳的方位角和高度角分别对应着太阳能电池板的水平方位和垂直方位。
在此将电池板的水平方位叫做电池板的方位角用TA 来表示( 可以以正北方向为基准也可以以正南为基准，这里以正北方向为基准线)，将电池板的垂直方位叫做电池板的俯仰角，记做Th。
要知道本控制系统的跟踪轨迹就必须求出太阳的位置，那么第一部分的研究内容就是研究地球绕太阳运行的基本规律，从而得出不同时间不同地点下太阳的运动轨迹，最后设计双轴跟踪支架的跟踪轨迹。
(2)得到跟踪轨迹之后，接下来就是控制问题。
二、任务
尝试设计一种能够自动跟踪太阳光照射角度的双轴自动跟踪系统，以提高太阳能电池的光电转化率。
该系统是以单片机为核心（或以PLC做控制器），控制伺服电机使太阳能电池板始终垂直于太阳入射光线，从而提高太阳能的吸收效率。
具体任务如下：
1、控制系统
A、硬件部分
1）设计出控制系统电路原理总图
2）设计主要组成部分的电路
3）主要部件或元件的技术性能及选型
B、软件部分
1）控制系统的流程图或功能图（SFC图）2）控制系统程序
2、设计说明书—毕业设计论文。