双轴伺服太阳能跟踪器控制系统设计

ｌ 控 制 系统 方 案
太 阳能跟踪 技术 中 ，主要 有光 电检测 法跟踪 太 阳和 基 于 日地 运 动 轨迹 公 式 的 定 时法 跟 踪 太 阳两 种ｎ 。光 电检 测法 采用 光敏 电阻 、硅 光 电池等 光 敏元件 作为传 感器来 检测追 踪太 阳的位 置 ，该跟 踪 方式 是一种基 于 闭环 控制 的跟踪 方法 。这种方 法跟
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测 电路 、辐照 度 比较 电路、时钟 电路、键盘 电路 、电机 调速 电路 和角度传感 器等组成 ，软件部分包 括 太 阳高度角和 方位角计 算、主程序及 各个功 能模块子 程序 。经 实物 模型调试 运行结果表 明 ，系统 工作
稳 定、实时性好 ，能够正确完成对太 阳的跟踪 。
关键词 ： 太阳能；跟踪器 ；高度角；方位 角 中图分类号：Ｔ Ｍ ６ １ ５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ７ — ３ １ ７ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ２ ４ — ０ ５
十 分必要 的 ，这也是 太 阳能企业积 极研 究且迫切 解 决 的 问题之 一 。
踪 灵敏度 比较 高，但光 敏元件 在检测 太阳光 的过程
中 ，容 易受天气情 况和 环境 中杂散光 线 的影 响 ，引
起 误动作 ，很难保 证跟踪 的稳定性 。
基于 日地运 动轨迹 公式 的定时法跟 踪太 阳是指
太 阳能作 为一种清 洁无污 染 的能源 ，具 有取之 不尽 、用 之不竭 的特 点 ，但 目前对太 阳 能的利用还 不够 充分 ，这种 现状 的形成有 各种各 样 的原因 ，其 中关键 的一个 因素 是太 阳光存在着 光照 的间歇 性、 空 间分布不 断变化 的特 点 ，固定位置 的 电池板 不 能最 大 限度地 接收 太阳光 的能量 ，所 以开发设 计一种 受 自然界天 气影 响较小 的 ，且 能跟踪 太阳 的跟 踪器 是
ｍｉ ｎｉ ｍｕｍ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ＳＣＭ ， ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ，ｉ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｎｃ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ，ｃ ｌ ｏ ｃ ｋ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ， ｋ ｅ ｙ ｂ ｏ ａ ｒ ｄ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ， ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｒ ｅ ｇ ｕ — ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ｇ ｕｌ ａ ｒ ｐｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｏｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｉ ｎｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ａ ｌ ｔ ｉ ｔ ｕ ｄｅ ａ ｎ ｄ ａ ｚ ｉ ｍｕ ｔ ｈ ａ ｎ ｇｌ ｅ ， ｔ ｈｅ ｍａ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏｇ ｒ ａ ｍ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｊ ｉ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ １ ２ １ ０ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
电工电气
（ ２ ０ １ ３ Ｎｏ ． ９ ）
双轴伺暇太 阳能跟踪器控翩系统设计
双轴伺服太 阳能跟踪器控制系统设计
郑春娇 ，石 玉峰
（ 辽宁工业大学 电气工程 学院，辽宁 锦 州 １ ２ １ ０ ０ １ ）
摘 要： 设计 了基 于单片机 的双轴伺 服太阳能跟踪 器 。整个系统 由单片机 最小系统 、四路方位检
来自百度文库
通 过 使 用 天 文 学 公式 ，计 算 出太 阳高 度 角 和方 位 角 ，进而 确定太 阳位 置 。该跟 踪方 式是一种 基于 开 环 控 制的跟踪 方法 。这种方 法稳定 性相对而 言 比较
高，但在计算太 阳角度 的过程 中会产生累积误差 ， 而 且 开环 控 制 方 式无 法 进 行 误 差修 正 ，影 响跟 踪 精 度 。由此 可知 ，单一 的跟踪 方法无法 准确地 跟踪太
ｔ ｈｅ ｓ ｕ ｎ ｉ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｔ ｉ ｍｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ； ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｅ ｒ ； ａ ｌ ｔ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ ａ ｎｇ ｌ ｅ ； ａ ｚ ｉ ｍｕ ｔ ｈ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ