太阳自动跟踪系统剖析
单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计
单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统设计引言：太阳能光伏发电已经成为可再生能源中最受关注的一种技术。
光伏发电效率受到太阳光照的影响，传统的固定光伏发电系统效率较低。
为了优化光伏发电系统的效率，设计了一种单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统，能够根据太阳位置自动调整光伏板的角度，最大限度地提高太阳能的利用效率。
一、系统工作原理：该单轴太阳能光伏发电自动跟踪控制系统由光敏电阻、测量电路、控制电路和执行机构组成。
光敏电阻负责感应太阳光照强度，传递给测量电路进行电信号转换。
控制电路接收到转换后的信号，并与事先设定的峰值进行比较。
然后，根据比较结果来控制执行机构，使光伏板按需自动调整角度。
二、光敏电阻的选择：光敏电阻是该系统中最重要的一个元件，因为它直接影响到系统的准确度和稳定性。
在选择光敏电阻时，需要考虑以下因素：光敏电阻的特性曲线、光敏电阻的响应时间、光敏电阻的阻值范围等。
一般建议选择具有较高灵敏度和稳定性的光敏二极管。
三、测量电路设计：测量电路的作用是将光敏电阻的电信号转换为适合控制电路处理的电信号。
测量电路一般由信号放大器、滤波器和模数转换器构成。
信号放大器用于放大光敏电阻产生的微弱电信号，滤波器用于去除噪声和杂散信号，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号。
在设计过程中，需要合理设置放大系数和滤波参数，以确保测量电路的准确性和稳定性。
四、控制电路设计：控制电路是系统的核心部分，其功能是根据光敏电阻测量电路输出的信号，与事先设定的峰值进行比较，并根据比较结果来控制执行机构进行角度调整。
控制电路一般由比较器、运算放大器和逻辑电路构成。
比较器用于将输入信号与参考信号进行比较，运算放大器用于放大比较结果的差别，逻辑电路用于判断角度调整方向，并控制执行机构的运动。
五、执行机构设计：执行机构是该系统中最关键的部分，其功能是根据控制电路的指令，使光伏板按需自动调整角度。
常见的执行机构有两种：电动执行机构和气动执行机构。
太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究
太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究1.引言近年来，由于环境污染和化石能源的消耗，太阳能作为一种清洁、可再生的能源逐渐受到了广泛关注。
太阳能电池板作为太阳能利用的重要组成部分，具有将阳光能转化为电能的能力。
然而，由于太阳的运动轨迹以及天气等因素，太阳能电池板的效率常常受到一定程度的限制。
因此，设计一种能够实现自动追踪太阳的系统，成为提高太阳能电池板效率的有效途径。
2.太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理太阳能电池板追日自动跟踪系统通过控制电机的转动，使太阳能电池板始终朝向太阳。
系统主要由光敏电阻、测量装置、控制器和电机组成。
当太阳光照射到光敏电阻上时，光敏电阻产生电信号，并通过测量装置转换为相应的角度信息。
控制器通过比较实际角度与太阳位置的偏差，控制电机旋转，使太阳能电池板调整到正确的角度。
3.系统参数设计与优化为确保系统的准确性和稳定性，需要对系统的参数进行设计与优化。
首先需要选取合适的测量装置，以确保可以准确地测量太阳能电池板的角度。
传感器的选取应考虑其分辨率、精度和抗干扰能力等因素。
其次，需要合理设计控制器的算法，以保证系统的精度和灵敏度。
控制器应对太阳位置变化做出快速而准确的响应，从而实现对太阳能电池板运动的精确控制。
最后，还需对电机的选型和驱动方式进行优化，以确保电机可以在恶劣环境下稳定运行。
4.系统性能测试与分析在完成系统参数设计与优化后，需要进行系统性能测试与分析。
测试时可以在不同天气条件下观测太阳能电池板的追踪效果，并对实际追踪角度与理论角度之间的差异进行比较。
此外，还可通过测试太阳能电池板的电能输出情况，以评估系统的效率和稳定性。
通过对测试结果的分析，可以进一步改进系统设计，提高追日自动跟踪系统的性能和可靠性。
5.应用前景与展望太阳能电池板追日自动跟踪系统具有重要的应用前景和发展空间。
随着太阳能的广泛应用，对太阳能电池板效率的要求也越来越高。
追日自动跟踪系统可以帮助太阳能电池板始终追踪太阳，最大程度地提高电能转换效率，从而提高整个太阳能发电系统的综合效能。
光伏发电自动跟踪系统的改进与分析
李
莘
日 时， 自动跟踪器即时响应， 找到太阳并跟踪到位。傍晚光线
消失 ， 已不能发电时 ， 传感器会发出信号 ， 夜问停止 电路启动 ， 并
转 回到东方 。
加， 使太 阳能 、 绿色生物能 、 燃料电池 、 海洋能源等新能源的研究
与应用 ， 引起 全 世 界 的 极 大 关 注 。尤 其 是 太 阳能 因其 具 有 普遍
起 系统输 出信 号产生偏差 ， 到一定 幅度 时 ， 达 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 ９ 度 角 而停 止 转动 ， 完 成 一 ０ 并
分 主要 由电池板支架 、 底座和直流 电机构成 ； 控制部分驱动电机
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许 昌市科学 技术情 报研 究所
能源是人类不断发展 和进 步的动力 ， 能源利 用的水平映 人类文明发展 的程度。一次性 能源 的 日益枯竭和环境压力的增
复 杂 、 护 困难 ， 用 双轴 自动 跟 踪 系 统 不 现 实 。针 对 这 一 实 际 维 利 情 况 ， 据太 阳能 发 电 自动 跟 踪 系 统 的原 理 与 基 本方 法 ， 双 轴 根 对
国家 。 因此 ， 广 普 及 光伏 发 电 技 术 对 人 类 经 济 的 可 持 续 发 展 推
千 瓦 ， 阳能 电池 年 产 量 达 到 ｌｌ８ 千 瓦 ， 超 过 日本 和 欧 洲 太 ８万 已
二、 光伏 发 电 自动跟 踪 系统 的 改进 与 发 展 我 国 目前 使 用 的无 跟 踪 装 置 的用 户 太 阳 能 光 伏 系 统 ， 由于
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。
太阳能双轴跟踪系统原理解析
太阳能双轴跟踪系统原理解析太阳能双轴跟踪系统原理解析1. 引言太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了越来越多的关注和应用。
为了更高效地收集太阳能，提高太阳能发电系统的效率，太阳能双轴跟踪系统应运而生。
本文将深入探讨太阳能双轴跟踪系统的原理及其在太阳能发电领域的应用。
2. 太阳能双轴跟踪系统的基本原理太阳能双轴跟踪系统是一种能够根据太阳的位置来调整太阳能发电设备角度的系统。
它通过使用两个轴（水平轴和垂直轴）来实现对太阳能接收器的定位，以确保太阳能始终垂直照射到接收器上。
这种追踪方式与传统的固定式太阳能系统相比，能够使得接收器相对于太阳的角度始终保持最佳状态，从而提高太阳能发电的效率。
3. 太阳能双轴跟踪系统的构成太阳能双轴跟踪系统主要由以下几个组成部分构成：3.1 太阳能追踪控制器：该控制器根据预设的追踪算法和传感器采集的数据，来计算并控制太阳能发电设备的运动。
它可以通过控制执行机构，调整发电设备的角度和方向。
3.2 电动机或执行机构：太阳能双轴跟踪系统通过电动机或其它执行机构来实现设备的角度调整。
这些电动机或执行机构通过接收控制器的指令，将设备转动到正确的位置上。
3.3 传感器：为了准确地获取太阳的位置信息，太阳能双轴跟踪系统通常会配备多个传感器。
这些传感器可以是太阳光电传感器、倾斜传感器等。
它们通过检测太阳的位置和周围环境的变化，向控制器提供实时的反馈信息，以确保设备能够准确追踪太阳。
3.4 太阳能接收器：太阳能双轴跟踪系统最关键的一部分是太阳能接收器。
它通常由太阳能电池板或聚光器组成，用于将太阳光转化为电能。
通过精确地追踪太阳，太阳能接收器可以最大限度地吸收太阳的能量，提高太阳能的利用效率。
4. 太阳能双轴跟踪系统的优势相较于固定式太阳能系统，太阳能双轴跟踪系统具有以下几个优势：4.1 提高发电效率：通过追踪太阳的位置并使接收器始终垂直照射，太阳能双轴跟踪系统可以最大限度地吸收太阳能，提高发电效率。
太阳位置自动追踪系统的设计
太阳位置自动追踪系统的设计太阳位置自动追踪系统的设计引言：太阳是地球上一切生命的源泉，因此研究太阳的运动轨迹对于各个领域都具有重要意义。
然而，由于地球自转和公转的复杂性，太阳的位置是不断变化的。
为了更好地利用太阳能、实现太阳能追踪和降低能源消耗，设计一套太阳位置自动追踪系统是非常有必要的。
一、系统概述太阳位置自动追踪系统是一种通过感知和控制技术实现的系统，可以实时获取太阳的位置信息，并使太阳能装置随之自动调整方向。
该系统利用传感器获取地球上某一特定位置的太阳的位置信息，并通过控制器控制电机或其他执行机构来实现太阳能装置的自动追踪。
二、系统组成1. 光照传感器：光照传感器的作用是感知太阳的强度和位置信息。
利用传感器测量太阳光的强度，可以得到太阳的位置角度信息，并将其输入控制器进行分析和处理。
2. 控制器：控制器是系统的核心部分，它接收光照传感器的输入，并通过计算和判断决定太阳能装置的转动角度。
控制器还可以根据设定的参数，调整正在工作的执行机构，使其按照预定方向追踪太阳的运动。
3. 执行机构：执行机构是通过控制器发出的信号，控制太阳能装置的转动。
常用的执行机构有电机、液压缸等。
通过控制执行机构的运动，太阳能装置可以实现自动追踪太阳，最大限度地接收太阳能。
三、系统工作原理光照传感器感知到太阳的位置和光强度后，将信息传递给控制器。
控制器根据预设参数和算法分析这些数据，并产生相应的控制信号，驱动执行机构转动。
通过与预设目标进行比对，控制器可以精确地控制执行机构的运动，使太阳能装置随着太阳的运动而不断调整自身位置和方向。
四、系统设计与实施在设计太阳位置自动追踪系统时，需要考虑以下几个方面：1. 传感器选择与性能：选择合适的光照传感器，具备感知太阳位置和强度的功能，并具有高精度、高灵敏度的特点。
2. 控制器算法：设计适用于太阳位置自动追踪的控制算法，能够实时分析光照传感器的数据，并根据算法输出相应的控制信号。
【推选】太阳能自动跟踪系统的探索PPT资料
步距角为 的步进电机转轴通过1：10的卷筒轴相连。小 4所示。
o
当手电筒光的运动速度大于5cm/s小于15cm/s时，经过20次的来回运行，系统的跟踪误差为2o~3o；
式确定 ：
() arc LsS ( i in n )
2 R
光敏电阻的布置
——某地黄昏时电池
板与地面的夹角，
晨光
（电池板的极大转角）
-
——当地早晨光线与 地面的夹角（太阳高 度角）
L/2
R
O
R——半圆柱体的半径
图3 角计算图
L——电池板的长度
三、控制系统
➢ 与“多元法”定位装置相对应，整个系统 必须用6个电机分别对Aa、Bb、Cc、Dd、Ee、 Ff 方向进行控制，各个控制系统的原理图 如图4所示。
太阳能利用研究的重要性
正中央的光敏电阻与电池板垂直，最边上的两上光敏电阻与电池板的夹角 可由下公式确定 ：
开关B′导通时，电机沿顺时针方向转动。
采用该太阳自动跟踪系统能大大提高太阳能的利用率;
+
采用该太阳自动跟踪系统能大大提高太阳LD能R2的利用率; R3
电阻的深度为5cm，这样确保小手电筒的光照要离开前一个1k光敏电阻2N时39，06 恰好能照在后一个光敏电阻上。
（太6阳月能份清在洁英无国污的染测、定取实之例不）R1尽0Vk1、正用常 之不竭 R5 不足：结构复杂，跟踪精度不高，不能全2自_动跟7踪
R4 2k
741
6
太阳能自动跟踪系统的设计思想 ——当地早晨光线与地面的LD夹R角1 （太阳3高+度角4）
太阳能发电自动跟踪系统技术方案
太阳能发电自动跟踪系统技术方案太阳能发电自动跟踪系统是一种能够根据太阳位置实时调整太阳能电池板角度的技术方案。
根据太阳的位置变化，自动跟踪系统可以最大程度地使太阳能电池板与太阳光源保持垂直，从而提高太阳能发电效率。
下面是一个关于太阳能发电自动跟踪系统技术方案的详细描述。
1.系统结构太阳能发电自动跟踪系统主要由以下组件组成：太阳能电池板、追踪装置、控制器和电池等设备。
太阳能电池板是核心组件，负责将太阳光转化为电能。
追踪装置通过电机和传感器实现对太阳能电池板角度的调整。
控制器则负责收集太阳位置信息，控制追踪装置的工作，并实时监测太阳能发电系统的工作状态。
2.工作原理太阳能发电自动跟踪系统的工作原理是基于太阳位置的实时计算和反馈控制的。
系统通过安装在太阳能电池板上的传感器，实时监测太阳位置，并将数据传输给控制器。
控制器会根据太阳位置信息，计算出太阳能电池板需要调整的角度，并通过追踪装置调整电池板的角度，使其面向太阳。
3.太阳位置计算太阳位置计算是太阳能发电自动跟踪系统的核心算法之一、根据地理位置和时间，可以通过公式计算出太阳高度角和方位角。
高度角表示太阳光线与地平面的夹角，而方位角表示太阳在东西方向上的位置。
利用这些数据，可以精确计算出太阳在天空中的位置。
4.追踪装置追踪装置是太阳能发电自动跟踪系统的核心部件之一、它包括电机和支架，能够根据控制器的指令，调整太阳能电池板的角度。
追踪装置可以分为单轴和双轴两种类型。
单轴追踪装置只能实现水平角度的调整，而双轴追踪装置还可以调整垂直角度。
5.控制器控制器是太阳能发电自动跟踪系统的关键组件之一、它负责收集太阳位置数据，并根据算法计算太阳能电池板需要调整的角度。
控制器还可以监测系统的工作状态，并根据环境条件进行智能调节，例如在阴天或夜间停止跟踪，以节省能源。
6.电池电池是太阳能发电自动跟踪系统的能量储存装置。
太阳能发电系统不仅可以随着太阳位置的变化而调整电池板的角度，同时也可以将多余的电能储存到电池中，以备不时之需。
太阳自动跟踪系统剖析
绪论21世纪是太阳能时代。
在未来的40年中，人类可以实现100%的可再生能源供电。
不再需要中东的石油、西伯利亚的天然气以及澳大利亚的铀。
实际上，目前在我们家门口就已经获得了未来能源的载体:太阳、风力、水力、地热能，以及来自农田和林地的生物能。
根据欧盟报告，2050年全球能源供给分配应当为:40%太阳能，30%生物能，巧%风能，10%水能，5%原油。
报告论述了如何达到这种经济、环保、和平并且可持续的能源供给状态。
跨国石油公司，比如壳牌、惠普等，已经在向着这种能源供给状态发展。
地球上的万物生长都依赖于太阳的存在，太阳给我们提供了巨大的能量源，地球上大部分的能源归根结蒂也来自于太阳。
比如石油、煤炭等化石能源都是过去的动植物通过吸收太阳能不断的生长，后来这些动植物被掩埋在土壤下形成的能源，这其实是太阳能一种形式的转换，并被存储了下来，直到今天被人类开采使用。
太阳能开发利用的潜力是相当巨大，据统计，全世界人们一年所使用的能量总和仅仅相当于太阳辐射到地球能量的数万分之一。
在化石能源即将枯竭的未来，在未来能源方面，太阳能给人类带来新的生机。
太阳在一天中不断改变位置，这造成太阳能存在着密度低、间歇性的特点，且光照方向和度随时间不断变化。
传统太阳能电池板固定在一个角度，不能时刻工作在最大效率处，而采用双轴太阳能跟踪系统的太阳能电池板在功率保持一定的情况下可以提升36% 的发电量，提高太阳能的利用率。
第一章跟踪系统的控制方案目前光跟踪技术主要是两种方法:1.视日运行轨道跟踪方法。
2.光电自动跟踪方法。
1.1视日运行轨道跟踪视日运行轨道跟踪技术是一种根据理论计算的太阳运行的轨迹而采取的一种跟踪技术，根据跟踪的方位它主要分为两种:单轴跟踪和双轴跟踪。
1.1.1单轴跟踪单轴跟踪分为三种方式:1.倾斜布置东西追踪;2.焦线南北水平布置，东西跟踪;3.焦线东西水平布置，南北跟踪。
它们跟踪原理是相同，即电池阵列绕单一轴转动，其转动方向为自东向西或者南北方向，自东向西单轴跟踪方式是跟踪太阳方位角变化，驱动电池阵列转动，使电池阵列方位角与太阳方位角相同。
太阳光自动跟踪系统研究
1绪论1.1课题背景1.1.1当今世界的能源分析当今世界能源问题已经成为人类需要迫切解决的一个问题[1]，特别是随着石油和煤这两大能源的大量开采和使用。
寻找替代能源都已成为世界各国的紧迫任务，就当前形势来看，太阳能是一种取之不尽，用之不绝的绿色能源，世界各国都投入大量的人力，物力，财力争相发展太阳能技术，太阳能大规模利用已经成为21世纪人类社会发展进步的重要标志。
太阳是离地球最近的一颗巨大而灼热的星球，中心温度高达约120万摄氏度，压力高达3.4×1016Pa ,在那里时刻进行着核聚变反应，就像一颗颗巨大的氢弹在连续不断地爆炸,它所释放的总能量高达3.83×1020MW，其中仅有1/ (2.2×108) 到达地球大气层上面。
在这些到达地球的能量中，30%被大气层反射回宇宙空间，23%被大气层吸收，只有47%即8.2×1010 MW能够到达地球表面。
太阳能除去数量巨大之外，还能长期供给，理论计算太阳还能维持数十亿年之久，并且太阳能随处都有，不需开采和运输，没有任何污染的清洁能源。
这些都是它的独特之处，不过太阳能也有它的不足，它能量密度很低，只有1W/m2，并且受气候影响，这些又给太阳能的利用带来很大困难。
1.1.2太阳能的特点太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三大优点[2]：第一，它是人类可以利用的最丰富的能源，据估计，在过去漫长的11亿年中，太阳只消耗了它本身能量的2%，可以说是取之不尽，用之不竭。
第二，可以就地开发利用，不存在运输成本问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。
第三，太阳能是一种洁净的能源，在开发和利用时，不会产生废弃物，也没有噪音，更不会影响生态平衡。
太阳能的利用有它的缺点：第一，能流密度较低，日照较好的地面上1平方米的面积所接受的能量只有1瓦左右。
往往需要相当大的采光集热面才能满足使用要求，从而使装置地面积大，用料多，成本增加。
《2024年太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》范文
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着人类对可再生能源的依赖性日益增强，太阳能作为清洁、无污染的能源受到了广泛的关注。
而太阳能电池板作为太阳能转换的核心设备，其效率和稳定性对提高整体能源利用率至关重要。
本文着重探讨了一种提高太阳能电池板能量采集效率的方法——追日自动跟踪系统。
该系统能够根据太阳的运动轨迹，实时调整太阳能电池板的角度，以达到最佳的日照效果。
二、太阳能电池板追日自动跟踪系统的基本原理太阳能电池板追日自动跟踪系统主要通过传感器检测太阳的位置，然后通过驱动装置调整太阳能电池板的角度，使其始终保持与太阳的最佳角度。
这一过程是通过一系列的传感器、控制器和执行器共同完成的。
三、系统组成及工作原理1. 传感器部分：包括太阳位置传感器和光强传感器。
太阳位置传感器用于检测太阳的实时位置，光强传感器则用于检测太阳光的强度。
这些传感器将收集到的信息传递给控制器。
2. 控制器部分：是整个系统的“大脑”，负责接收传感器传递的信息，并根据这些信息计算出最佳的角度，然后向执行器发出指令。
3. 执行器部分：包括电机和传动装置。
电机接收到控制器的指令后，通过传动装置驱动太阳能电池板进行角度调整。
四、系统实现的关键技术1. 传感器技术：选择高精度、高稳定性的传感器是保证系统准确性的关键。
2. 控制算法：采用先进的控制算法，如PID控制、模糊控制等，使系统能够根据太阳的运动轨迹实时调整角度。
3. 驱动技术：选择合适的电机和传动装置，确保系统在各种环境下都能稳定运行。
五、系统性能及优势1. 提高能量采集效率：通过实时调整太阳能电池板的角度，使系统始终处于最佳工作状态，从而提高能量采集效率。
2. 延长设备使用寿命：减少因光照不均或角度不当造成的设备损耗，延长设备的使用寿命。
3. 自动化程度高：系统可实现自动检测、自动调整，减少人工干预，提高工作效率。
4. 适应性强：系统可适用于各种环境，如平原、山区、海边等不同地域和气候条件。
基于DSP的太阳跟踪控制系统研究
对比实验：与 同类系统相比， 本系统具有更 高的性能指标
系统性能评估和优化建议
实验目的：验证太阳跟踪控制系统的有 效性和优越性
实验方法：采用对比实验，将太阳跟踪 控制系统与常规控制系统进行对比
实验结果：太阳跟踪控制系统在提高太 阳能利用率、降低能耗等方面表现出显 著优势
性能评估：通过各项性能指标对太阳跟 踪控制系统进行评估，如跟踪精度、响 应速度、稳定性等
控制
系统软件设计
软件开发环境：介绍使用的编程语言和开发工具，如C语言和Keil uVision4等。 软件设计流程：简述软件设计的流程，包括需求分析、设计、编码和测试等阶段。 主要功能模块：介绍软件的主要功能模块，如控制模块、跟踪模块和通信模块等。 算法实现：详细介绍太阳跟踪控制算法在DSP上的实现过程。
基于DSP的太阳跟踪 控制系统研究
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目录 /目录
01
太阳跟踪控制 系统概述
02
DSP在太阳跟 踪控制系统中 的应用
03
基于DSP的太 阳跟踪控制系 统设计和实现
04
实验和性能评 估
05
结论和展望
01 太阳跟踪控制系统概述
实验和性能评估
实验设置和测试平台
实验目的：验 证太阳跟踪控 制系统的性能
和稳定性
实验环境：室 外开阔地，自 然光条件良好
实验设备： DSP控制器、 跟踪装置、传
感器等
测试平台：模 拟太阳位置变 化的软件平台
实验结果和分析
跟踪精度：系 统跟踪精度达
到98%
响应时间：系 统响应时间小
于1秒
稳定性：系统 运行稳定，无
太阳光自动跟踪设计_图文(精)
摘要通过分析全国日照时数表得出 : 开环系统在太阳能光伏工程中效率不高而并不适合采用。
为合理地利用太阳能 , 提高其跟踪效率而采用混合控制系统。
文中着重分析了双轴跟踪的原理提出了手动式方位角跟踪和自动式八方位高度角跟踪 , 引出了分级接收跟踪原理 , 设计了软件流程并和一套任意方位跟踪系统。
运行结果表明 , 该系统能实现太阳光任意方位检测并迅速跟踪有效降低系统运行功耗 ,减少机械结构损耗 ,跟踪精度可调 , 可望在太阳能光伏工程中获得应用。
并促进太阳光的接收效率。
【关键词】太阳能跟踪系统；时空控制；光强控制；跟踪传感器AbstractThe open system is not suitable for adoption in solar photovoltaic engineering because of its inefficiency through analyzing the national sunshine duration ing the mixture control system can enhance its track efficiency and make full use of solar energy reasonably.The paper analyzed the two axle track principle emphatically,then proposed the manual azimuth tracking and the automatic altitude angle tracking of 8positions,educed hierarchical receive track principle,designed the software flow and a suit of arbitrariness azimuth track system.Running results indicated that the system can accomplish solar arbitrariness azimuth detection and tracking rapidly,fall running power consume efficiently,reduce consume of mechanical structure,and have adjustable tracking precision.It may obtain applications in solar photovoltaic engineering.【Key words】solar Automatic tracking system；time and space contro；l light intensity control；solar tracking sensor目录第一章引言 11.1 综述1 1.2 太阳能自动跟踪系统现状11.2.1压差式太阳能跟踪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 11.2.2时钟式跟踪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 11.2.3控放式太阳能跟踪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21.3 我国光伏太阳能发电前景2第二章自动跟踪器的结构与原理 4第三章机械控制部分 73.1 主要结构73.1.1探测头⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ .73.1.2跟踪控制器 (LM339 及89C51⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.1.3机械传动机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83.2 机械系统的组成83.3 机械系统的安装83.3.1电机的固定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83.3.2电机的摆放⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 93.3.3电机的平衡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 93.3.4双轴跟踪系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 9第四章电子控制部分 114.1电路主要组成部分114.2软件设计11附录 13参考文献 16致谢 18第一章引言1.1 综述随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，太阳能这个清洁的可再生能源，已受到许多国家的高度重视和利用。
《2024年太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》范文
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着科技的进步和人类对可再生能源需求的日益增长，太阳能作为清洁、可再生的能源受到了广泛关注。
太阳能电池板作为太阳能利用的核心设备，其效率的提高对于推动绿色能源发展具有重要意义。
追日自动跟踪系统作为一种能够提高太阳能电池板光电转换效率的技术，近年来得到了广泛的研究和应用。
本文旨在研究太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理、设计及其应用，以期为太阳能利用技术的发展提供理论支持和实践指导。
二、追日自动跟踪系统的基本原理追日自动跟踪系统基于太阳能电池板对太阳辐射的响应，通过传感器和控制系统实现自动跟踪太阳的运动轨迹，以达到最大化光电转换效率的目的。
系统主要包括以下几个部分：太阳位置传感器、控制单元、驱动单元和太阳能电池板。
太阳位置传感器负责实时监测太阳的位置，将太阳的位置信息传递给控制单元。
控制单元根据太阳的位置信息，结合预设的算法，计算出太阳能电池板需要调整的角度，并发出控制信号给驱动单元。
驱动单元根据控制信号驱动太阳能电池板进行相应的旋转和调整，使其始终保持最佳的光照角度。
三、追日自动跟踪系统的设计1. 硬件设计：追日自动跟踪系统的硬件设计主要包括传感器、电机和控制电路等部分。
传感器负责监测太阳的位置和环境光强等信息；电机用于驱动太阳能电池板的旋转和调整；控制电路则负责将传感器信号转换为控制信号，驱动电机进行相应的动作。
2. 软件设计：软件设计是追日自动跟踪系统的核心部分，主要包括控制算法和控制系统软件等。
控制算法负责根据太阳的位置信息和预设的规则，计算出太阳能电池板需要调整的角度；控制系统软件则负责将控制算法的输出转换为电机驱动信号，实现对太阳能电池板的精确控制。
四、追日自动跟踪系统的应用追日自动跟踪系统在提高太阳能电池板光电转换效率方面具有显著的优势。
通过实时监测太阳的位置，并调整太阳能电池板的姿态，使太阳能电池板始终保持最佳的光照角度，从而提高其光电转换效率。
太阳跟踪装置的双模式控制系统
太阳跟踪装置的双模式控制系统太阳跟踪装置的双模式控制系统在现代社会中，能源的供应一直是一个关键的问题。
随着科技的发展，太阳能作为一种清洁、可再生的能源成为了广泛关注的热点。
太阳能通过太阳电池板的转换，将阳光能转换成电能，但太阳电池板会受太阳光的照射角度的影响而产生能量损失。
为了解决这个问题，太阳跟踪装置被广泛使用，来保证太阳电池板始终朝向太阳，并且最大化吸收阳光，从而提高能量输出效率。
本文将介绍一种太阳跟踪装置的双模式控制系统，让太阳跟踪装置具有更高的能源利用率。
一、太阳跟踪装置的控制系统太阳跟踪装置的作用是让太阳电池板始终朝向太阳，从而可最大化吸收阳光，并提高能量输出效率。
太阳跟踪装置的控制系统至关重要，影响着装置的跟踪准确度和能源利用率。
相对于单模式，双模式控制系统可以更好的适应天气变化和阴天天气，提高能源利用率。
双模式控制系统包括全天候控制和白天控制。
全天候控制：是指当太阳不被云层遮挡时，装置会通过光敏传感器检测周围环境光线的强度，从而指导装置主动调整朝向，以最大程度地硬性吸收阳光。
这种模式的控制主要用于阴天气的情况，因为在这种情况下太阳位置很难确定，而全天候控制模式的光敏传感器能够准确探测周围的强度，以便装置可以及时地反应和控制。
白天控制：是指在白天，太阳的位置与光敏传感器精度不一致，此时太阳位置可以基于时间和经度进行大体的估计，所以通过小电机的旋转，可以让太阳电池板始终指向太阳，以最大程度地从太阳手中捕捉能源。
二、太阳跟踪装置的电路设计太阳跟踪装置是通过精密的电路设计来实现的，其电路设计是整个控制系统能否顺利工作的重要因素。
太阳跟踪装置的电路设计一般包括电源电路、信号处理电路、伺服控制电路、传感器输入电路等等。
1. 电源电路电源电路是整个太阳跟踪设备的基础，它确保了电路运行的稳定性，并为步进电机、小电机、光敏传感器等设备提供所需的电源。
电源电路应具有能够稳定并提供所需电流和电压的特性，并应该可以防止每组器件之间的干扰。
太阳能自动跟踪系统的设计
太阳能自动跟踪系统的设计解决方案:跟踪系统驱动器接口电路步进电机驱动电路限位信号采集电路太阳能是已知的最原始的能源，它干净、可再生、丰富，而且分布范围广，具有非常广阔的利用前景。
但太阳能利用效率低，这一问题一直影响和阻碍着太阳能技术的普及，如何提高太阳能利用装置的效率，始终是人们关心的话题，太阳能自动跟踪系统的设计为解决这一问题提供了新途径，从而大大提高了太阳能的利用效率。
跟踪太阳的方法可概括为两种方式:光电跟踪和根据视日运动轨迹跟踪。
光电跟踪是由光电传感器件根据入射光线的强弱变化产生反馈信号到计算机，计算机运行程序调整采光板的角度实现对太阳的跟踪。
光电跟踪的优点是灵敏度高，结构设计较为方便;缺点是受天气的影响很大，如果在稍长时间段里出现乌云遮住太阳的情况，会导致跟踪装置无法跟踪太阳，甚至引起执行机构的误动作。
而视日运动轨迹跟踪的优点是能够全天候实时跟踪，所以本设计采用视日运动轨迹跟踪方法和双轴跟踪的办法，利用步进电机双轴驱动，通过对跟踪机构进行水平、俯仰两个自由度的控制，实现对太阳的全天候跟踪。
该系统适用于各种需要跟踪太阳的装置。
该文主要从硬件和软件方面分析太阳自动跟踪系统的设计与实现。
系统总体设计本文介绍的是一种基于单片机控制的双轴太阳自动跟踪系统，系统主要由平面镜反光装置、调整执行机构、控制电路、方位限位电路等部分组成。
跟踪系统电路控制结构框图如图1所示，系统机械结构示意图如图2所示。
任意时刻太阳的位置可以用太阳视位置精确表示。
太阳视位置用太阳高度角和太阳方位角两个角度作为坐标表示。
太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角。
太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。
系统采用水平方位步进电机和俯仰方向步进电机来追踪太阳的方位角和高度角，从而可以实时精确追踪太阳的位置。
上位机负责任意时刻太阳高度角和方位角的计算，并运用软件计算出当前状况下俯仰与水平方向的步进电动机运行的步数，将数据送给跟踪系统驱动器，单片机接收上位机送来的数据，驱动步进电机的运行。
太阳位置自动追踪系统的设计
太阳位置自动追踪系统的设计摘要：随着太阳能利用技术的进步，太阳能系统的效率和功率输出已经成为人们关注的焦点。
为了最大程度地提高太阳能系统的效能，太阳位置自动追踪系统应运而生。
本文将介绍原理以及实现方法，并对其应用前景进行谈论。
一、引言太阳能是一种清洁、可再生的能源，具有丰富的资源和宽广的利用前景。
然而，太阳能的效率受多种因素影响，其中太阳的位置是重要的影响因素之一。
传统的太阳能系统通常接受固定的安装角度来抓取太阳的光照，但因为太阳的位置在不息变化，这种固定角度的安装方式无法充分利用太阳能资源。
因此，对于提高太阳能利用效率至关重要。
二、原理原理基于太阳在天空中的运动规律。
太阳每天从东方升起，经过正午后逐渐西沉，最后在西方落下。
太阳位置自动追踪系统通过测量太阳的方位角和高度角，实时调整太阳能系统的朝向角度，以保持最佳的光照接见效果。
详尽而言，太阳位置自动追踪系统包含三个主要组成部分：太阳位置传感器、控制算法和驱动装置。
太阳位置传感器通常接受光电二极管或CCD摄像头来感知太阳的方位角和高度角。
控制算法负责依据传感器测量的太阳位置信息计算出太阳能系统的朝向角度，并将结果传递给驱动装置。
驱动装置依据控制信号调整太阳能系统的朝向角度，以实现太阳自动追踪。
三、太阳位置自动追踪系统的实现方法1. 太阳位置传感器的选择：太阳位置传感器是太阳位置自动追踪系统的核心组件，其准确度和响应速度直接影响系统的性能。
传感器的选择要思量其测量范围、灵敏度、抗干扰能力等因素，以满足太阳位置测量的要求。
2. 控制算法的设计：依据太阳位置传感器测量的太阳位置信息，控制算法需要能够快速准确地计算出太阳能系统的朝向角度。
控制算法可以接受传统的PID控制方法或更高级的模糊控制、神经网络控制等方法，以实现最优的追踪精度和响应速度。
3. 驱动装置的选型：驱动装置依据控制信号调整太阳能系统的朝向角度，常见的驱动装置包括电动驱动装置和液压驱动装置。
《2024年太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》范文
《太阳能电池板追日自动跟踪系统的研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和环保意识的日益增强，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其利用和开发受到了广泛关注。
太阳能电池板作为太阳能利用的核心设备，其效率和性能的优化显得尤为重要。
本文将着重研究太阳能电池板追日自动跟踪系统，探讨其原理、优势及其在太阳能利用中的应用。
二、太阳能电池板追日自动跟踪系统的原理太阳能电池板追日自动跟踪系统是一种利用传感器和控制系统，使太阳能电池板能够根据太阳的运动轨迹进行自动调整的系统。
该系统通过传感器实时检测太阳的位置，然后通过控制系统驱动电机，使电池板面向太阳，从而提高太阳能的利用率。
三、追日自动跟踪系统的优势1. 提高太阳能利用率：通过自动跟踪太阳的运动轨迹，太阳能电池板能够始终保持最佳的角度接收太阳光，从而提高太阳能的利用率。
2. 增加发电量：由于电池板能够实时调整角度，使得其在一天中能够接收更多的太阳光，从而增加发电量。
3. 延长电池板使用寿命：自动跟踪系统能够减少因阴影、灰尘等因素导致的电池板效率降低的问题，从而延长电池板的使用寿命。
四、追日自动跟踪系统的实现方式目前，追日自动跟踪系统主要有单轴和双轴两种实现方式。
1. 单轴追日自动跟踪系统：该系统只有一个旋转轴，只能进行单方向的旋转。
通过在东、西两个方向上进行旋转，使电池板始终面向太阳。
这种实现方式相对简单，成本较低。
2. 双轴追日自动跟踪系统：该系统具有两个旋转轴，能够在水平和垂直两个方向上进行旋转。
通过精确控制两个轴的旋转，使电池板能够精确地跟踪太阳的运动轨迹。
这种实现方式虽然成本较高，但能够提高太阳能的利用率和发电量。
五、追日自动跟踪系统的应用太阳能电池板追日自动跟踪系统已广泛应用于太阳能电站、光伏发电站、太阳能热水器等领域。
在太阳能电站中，通过使用追日自动跟踪系统，可以提高发电量，降低发电成本，提高经济效益。
在光伏发电站和太阳能热水器中，通过使用追日自动跟踪系统，可以提高设备的性能和寿命，降低维护成本。
太阳自动跟踪系统
基于单片机的太阳自动跟踪系统的研究0 引言随着社会经济的快速发展，人类所面临的能源问题越来越突出，太阳能作为一种清洁能源，无疑受到各国的普遍重视。
在相同条件下，光照强度越大，太阳能电池输出功率越大。
因而增大太阳能电池受光面的光照强度，就可增大太阳能电池输出功率。
除了提高太阳光电池本身的转换效应和提高蓄电池充放电效应外，对太阳的自动跟踪是太阳光伏发电系统中另一种提高转换效率的有效手段。
因此，在太阳能的利用过程中，实施太阳跟踪是很有必要的。
对太阳进行跟踪的方法很多，但不外乎为采用确定太阳位置所用的两种坐标系统，即赤道坐标系和地平坐标系，并分为双轴跟踪和单轴跟踪。
单轴跟踪已在很多文献作了介绍，本文要讨论的为双轴跟踪。
为了叙述方便，在以后的陈述中将两种坐标系下的整个系统统称为太阳能板。
本文采用在地平坐标系下的太阳跟踪及程序跟踪和传感器跟踪相结合的控制方式，即采用程序控制，利用光学传感器对太阳能板做自动定位和误差校正，而通过单片机控制步进电机来实现。
单片机利用时钟提供的日期和时间，计算出太阳能板的预期位置，与编码器提供的当前位置比较，输出控制信号。
驱动装置根据单片机提供的信号控制俯仰角电机和方位角电机使太阳能板运行至太阳垂直照射点，从而进行跟踪。
传感器在太阳能板位置出现误差时进行校正。
1 系统组成系统由时钟、单片机、驱动装置、编码器、太阳能板和传感器6部分组成。
系统的核心部件是传感器和单片机。
太阳跟踪系统原理见图1。
1．1 智能单元与双坐标步进电机控制系统本文的控制系统选用了AT89C51单片机作为智能单元。
AT89C51是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机。
片内带有一个4 KB的FLASH可编程、可擦除只读存储器。
文中所述系统为地平坐标系的双轴自动跟踪控制系统，因此采用双坐标步进电机控制，双坐标步进电机控制就是在x轴方向控制1台步进电机，在y轴方向控制1台步进电机。
这2台步进电机同时驱动同一个对象，使对象在一个平面上以任意曲线运动。
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绪论21世纪是太阳能时代。
在未来的40年中，人类可以实现100%的可再生能源供电。
不再需要中东的石油、西伯利亚的天然气以及澳大利亚的铀。
实际上，目前在我们家门口就已经获得了未来能源的载体:太阳、风力、水力、地热能，以及来自农田和林地的生物能。
根据欧盟报告，2050年全球能源供给分配应当为:40%太阳能，30%生物能，巧%风能，10%水能，5%原油。
报告论述了如何达到这种经济、环保、和平并且可持续的能源供给状态。
跨国石油公司，比如壳牌、惠普等，已经在向着这种能源供给状态发展。
地球上的万物生长都依赖于太阳的存在，太阳给我们提供了巨大的能量源，地球上大部分的能源归根结蒂也来自于太阳。
比如石油、煤炭等化石能源都是过去的动植物通过吸收太阳能不断的生长，后来这些动植物被掩埋在土壤下形成的能源，这其实是太阳能一种形式的转换，并被存储了下来，直到今天被人类开采使用。
太阳能开发利用的潜力是相当巨大，据统计，全世界人们一年所使用的能量总和仅仅相当于太阳辐射到地球能量的数万分之一。
在化石能源即将枯竭的未来，在未来能源方面，太阳能给人类带来新的生机。
太阳在一天中不断改变位置，这造成太阳能存在着密度低、间歇性的特点，且光照方向和度随时间不断变化。
传统太阳能电池板固定在一个角度，不能时刻工作在最大效率处，而采用双轴太阳能跟踪系统的太阳能电池板在功率保持一定的情况下可以提升36% 的发电量，提高太阳能的利用率。
第一章跟踪系统的控制方案目前光跟踪技术主要是两种方法:1.视日运行轨道跟踪方法。
2.光电自动跟踪方法。
1.1视日运行轨道跟踪视日运行轨道跟踪技术是一种根据理论计算的太阳运行的轨迹而采取的一种跟踪技术，根据跟踪的方位它主要分为两种:单轴跟踪和双轴跟踪。
1.1.1单轴跟踪单轴跟踪分为三种方式:1.倾斜布置东西追踪;2.焦线南北水平布置，东西跟踪;3.焦线东西水平布置，南北跟踪。
它们跟踪原理是相同，即电池阵列绕单一轴转动，其转动方向为自东向西或者南北方向，自东向西单轴跟踪方式是跟踪太阳方位角变化，驱动电池阵列转动，使电池阵列方位角与太阳方位角相同。
这类跟踪方式结构简单，控制容易，在光照强度大和光照相当稳定的地方实施这类跟踪方式比较适宜。
但这类跟踪方式存在一个最大缺点是除了正午这个时刻外在其他时侯不能保持电池阵列接收光辐射面与太阳光线垂直，这样大大降低了光的吸收效率，造成了能量的流失大，影响了整个光伏发电的效率。
1.1.2双轴跟踪双轴跟踪是一种全方位的跟踪技术，它弥补了单轴跟踪的不足之处，目前视日运动轨迹的双轴跟踪主要分为两种方式:极轴跟踪方式，高度一方位角太阳轨迹跟踪方式。
极轴跟踪方式:是聚光镜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。
工作时反射镜面绕极轴运转，其转速的设定与地球自转角速度大小相同方向相反用以追踪太阳的视日运动;反射镜围绕赤纬轴作俯仰转动是为了适应赤纬角的变化，通常根据季节的变化定期调整。
这种追踪方式并不复杂，但在结构上反射镜的重量不通过极轴轴线，极轴支承装置的设计比较困难。
高度一方位角太阳轨迹跟踪是一种地平坐标系统跟踪方式，它是当今比较先进的一种跟踪方式，跟踪精度较高。
高度一方位角跟踪方式通过计算具体地点和具体时刻的太阳运动轨迹(高度角和方位角表示运行轨迹)，根据光伏电池阵列的具体位置，先沿着垂直轴转动弥补方位角偏差，然后沿水平轴转动弥补高度角偏差，以保证电池阵列与太阳运行轨迹一致。
这种方式受天气季节性影响较小属于一种理论计算轨迹程序控制跟踪方式。
由于理论计算轨迹与实际运行轨道误差小，因此该跟踪方式跟踪精度较高，这种方式缺点是受跟踪系统机械影响比较大，在系统长期运行或者外力影响造成机械误差后，会造成跟踪偏差变大，影响了跟踪精度。
1.2光电自动跟踪光电跟踪技术是利用光信号强度的变化转化成电信号大小的变化，这种变化差异作为一种感知输入来控制跟踪装置跟踪太阳的一种技术。
目前，光电自动跟踪装置根据传动方式分类有:重力式跟踪装置、电磁式跟踪装置、电动式跟踪装置、压差式跟踪装置和控放式跟踪装置等。
光电跟踪是通过光传感元件如光敏电阻、硅光电管等接受太阳光，由于太阳运动，造成太阳光入射角度的变化，这样通过多个相同类型的光传感器敷设到不同方位，使得传感器之间产生偏差信号值，此信号经过放大后，输入到控制系统单元，控制单元计算位置偏差值，然后控制跟踪系统驱动装置调整电池阵列位置保持它与太阳光垂直。
这种方式的优点是跟踪精度高，实时跟踪性能好，它反映了实际跟踪情况，受机械偏差影响小。
缺点是受天气季节气候影响大，天阴的情况下，光传感元件效果差，极容易产生误差，严重的情况下，会造成驱动装置误动作。
第二章 跟踪控制系统设计在太阳光的采集过程中，为了能够最大效率地采集太阳光，要求太阳能板始终与太阳保持一个最佳角度，因此必须跟踪太阳。
常见的跟踪控制系统，按照被控制量对控制量是否存在着反馈可分为闭环、开环和混合控制方式。
闭环控制能够通过反馈来消除误差，但感光元件在稍长时间段内接收不到太阳光会导致跟踪系统的失效，甚至会引起执行机构的误动作;开环跟踪虽然在任何天气下都可以正常工作，但是在跟踪过程中产生的累积误差自身并不能消除;混合控制方式结合了两者的优点并克服了两者的缺点，能够得到最佳的控制效果。
结束 开始 是否是晴天？ 是否是垂直？ 驱动电机 根据日期时间计算高度角和方位角 根据高度角和方位角驱动电机第三章跟踪控制系统硬件电路3.1控制电路本文以AT89C52为主控制器，实现了一种混合控制，系统示意图如图1所示。
主要电路份为三部分:单片机、键盘显示接日芯片和日历时钟芯片之间的通信电路;以光敏电阻为感光元件的反馈电路;单片机控制步进电机的驱动电路。
3.1.1控制单元AT89C52控制部件选择ATMEL公司生产的AT89C52型单片机。
AT89C52是一种低功耗、高性能的8位单片机，片内带有4KB的flash可编程可擦除只读存储器，它采用CMOS 工艺和高密度非易失性存储器（NURAM）技术，而且引脚和指令系统都与MCS-51兼容。
AT89C52是一种功能强、灵活性高且价格合理的单片机，可方便地应用在各种控制领域。
3.1.2日历时钟芯片DS1302DALLAS公司生产的串行实时时钟芯片DS1302，它具有实时时钟和31字节的静态RAM，采用串行通信，可方便地与单片机接口。
DS1302可提供秒、分、时、日、星期、月和年，并带闰年补偿，可采用12h或24h方式计时，采用双电源：主电源和备用电源供电。
3.2传感器使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制电动机的正反转。
由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，所以上述两种控制器很难使大阳能接收装置四季全天候跟踪太阳。
这里介绍的是将 4 个完全相同的光敏电阻分别置于太阳光接收器的东西南北方向，负责检测这四个方向的光源强度。
如果太阳光垂直照射在太阳能电池板板上，东西( 南北) 两个光敏电阻所接收到的太阳强度相同，其阻值完全相同，此时电动机不转动。
当太阳光方向与电池板垂直方向有夹角时，接收光强多的光敏电阻阻值减少，再经过运算放大电路和信号调整芯片输出电压，从而驱动电动机转动，直至两个光敏电阻上的光照强度相同，称为光敏电阻光强比较法。
其优点在于控制较精确且电路比较容易实现。
光电模块检测的俯视图，其由 5 只光敏电阻组成。
正中央一只，旁边四只围成一圈。
第四章跟踪系统机械部分太阳跟踪装置的载体是太阳能电池板，电池板面积比较大，带动它所需力量较大，考虑到跟踪平台在输入功率较小的情况下带动较大的电池板工作，机械结构又对会聚光线的强度存在影响等因素，跟踪平台机械部件设计一般应满足一下要求：(1)光伏发电太阳跟踪装置的机械执行机构能够进行大范围的跟踪，其跟踪范围要求大于或等于太阳的运动范围，并要避免极限位置锁死；当跟踪平台在运动载体上运行时，载体的运动不确定，可能朝各个方向行驶，相对于跟踪平台来说，太阳的运动变得更加复杂。
所以跟踪平台两个方向的跟踪范围应该设置的较大，以应对可能出现的情况。
(2)光伏发电太阳跟踪装置的机械执行机构还要有较好的防风性。
跟踪平台一般用于固定安装的场合，或者安装在中低速运送的载体上（太阳能车、船），实现对太阳能双维大范围自动跟踪。
在高速运动的载体上工作，如果遇到很大的逆向风，采用防风性能一般的平台，极有可能导致平台被吹动或者吹翻，无法进行正常运转工作；采用能够自锁的机构，如锅轮传动或者螺旋传动机构，遇到逆风情况，跟踪平台不会被风吹动或者吹翻，保持正常运转。
(3)较大的输出功率，工作能耗小于给定值；综合各种传动结构，齿轮传动具有传动比准确、传递扭矩大的优点；以上两种传动比都较大，能在使用功率较小的普通电机的同时传递足够大的动力，比较适合在中低速运动载体上运行的需求；但这两种结构在传动时存在间隙，没有谐波传动跟踪精度高。
(4)结构紧凑，可靠性高；如果系统的结构比较松散，长期逆风工作变形会较大，刚性降低，提高刚性需要加固结构或者使用刚性好的材料，这些都会使成本增加，而且传动部件的性能易受到影响，跟踪装置的寿命及可靠性降低。
此外，应尽量简化加工工艺，进一步提高跟踪装置性价比。
4.1机械结构简图步进电机、轴承和箱体等未画出4.2机构受力太阳能电池板面积为100mm ⨯80mm ，面积较小，所以忽略风力影响，则整个机构受外力为太阳能电池板自身重量10kg ，竖直向下。
太阳能电池板重力产生的转矩)2/(cos b a mg T +⨯⨯=θθ为太阳能电池板与竖直方向夹角a 为齿轮4到太阳能电池板距离b 为太阳能电池板宽度则最大转矩为=⨯⨯⨯=⨯+⨯=--22max 10558.91010)2/3040(mg T 5.39M N ⋅第五章驱动单元设计5.1步进电机现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。
反应式步进电动机采用高导磁材料构成齿状转子和定子，其结构简单，生产成本低，步距角可以做的相当小，一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。
反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩，但动态性能相对较差。
永磁式步进电机转子采用多磁极的圆筒形的永磁铁，在其外侧配置齿状定子。
用转子和定子之间的吸引和排斥力产生转动，它的出力大，动态性能好，但步距角一般比较大。
一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度或15度。
混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。
它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为0.72度。
这种步进电机的应用最为广泛，它是PM和VR的复合产品，其转子采用齿状的稀土永磁材料，定子则为齿状的突起结构。