太陽能具有綠色環(huán)保、可持續(xù)利用等優(yōu)點,在解決傳統(tǒng)能源危機中,太陽能利用是各國競相開發(fā)和研究的熱點。由于太陽能存在著光能密度低、間歇性、空間分布不斷變化的缺點,因此,提高太陽能發(fā)電系統(tǒng)的太陽能利用率、降低發(fā)電系統(tǒng)建造成本是太陽能應(yīng)用領(lǐng)域面臨的兩個主要難題。太陽跟蹤系統(tǒng)為解決這一問題提供了可能,一方面,通過太陽跟蹤,可以減小太陽入射光線與太陽能電池陣列的入射角,因此可以提高太陽輻射利用率;另一方面,通過太陽跟蹤可使太陽能利用采用聚光的方法以提高其能量密度,使發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率提高,而且可以減少系統(tǒng)中價格昂貴的太陽能電池使用面積,因此可以大幅度降低系統(tǒng)的建造成本。隨著人們對可太陽能資源開發(fā)利用越來越重視,進行太陽跟蹤系統(tǒng)的研究具有十分現(xiàn)實的意義。論文基于太陽位置計算模型,采用矢量分析方法建立了視日運動軌跡跟蹤方式雙軸太陽跟蹤運動控制方程,分析了其運動特性,對間歇跟蹤控制方法進行了系統(tǒng)的理論研究和仿真;并再此基礎(chǔ)上,采用“PC+運動控制卡”的步進電機閉環(huán)控制策略,設(shè)計并試制了雙軸太陽跟蹤運動控制系統(tǒng),基于虛擬儀器技術(shù),編制了完整的雙軸太陽跟蹤運動控制軟件,最后完成了計算機控制雙軸太陽跟蹤系統(tǒng)的機... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究的背景
        1.2.1 世界面臨的能源危機
        1.2.2 太陽能資源
        1.2.3 太陽能利用
    1.3 課題研究的目的和意義
    1.4 太陽跟蹤技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.1 太陽跟蹤控制方式
        1.4.2 太陽跟蹤機構(gòu)
        1.4.3 跟蹤系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.5 論文研究的主要內(nèi)容及論文安排
第2章 太陽跟蹤規(guī)律與控制方法的研究
    2.1 雙軸跟蹤運動控制方程
    2.2 雙軸跟蹤系統(tǒng)運動特性分析
    2.3 雙軸跟蹤系統(tǒng)運動控制方法
        2.3.1 間歇跟蹤控制方法的建立
        2.3.2 間歇跟蹤控制規(guī)律的仿真
    2.4 本章小結(jié)
第3章 跟蹤系統(tǒng)的機構(gòu)設(shè)計
    3.1 雙軸太陽跟蹤系統(tǒng)
    3.2 跟蹤系統(tǒng)的傳動機構(gòu)設(shè)計
    3.3 執(zhí)行元件的選用
        3.3.1 步進電機
        3.3.2 步進電機運行參數(shù)的設(shè)計
        3.3.3 轉(zhuǎn)矩的校核
    3.4 慣性比的校核
    3.5 本章小結(jié)
第4章 硬件系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 步進電機控制策略
        4.1.1 幾種步進電機控制方案比較
        4.1.2 步進電機控制回路的設(shè)計
    4.2 運動控制系統(tǒng)的組成
    4.3 NI PCI-7340運動控制卡
        4.3.1 運動控制卡的介紹
        4.3.2 PCI-7340運動控制卡的安裝連接及配置
    4.4 步進電機連接與通訊
    4.4 絕對編碼器及其通訊
        4.4.1 絕對編碼器
        4.4.2 編碼器的連接與通訊
    4.5 本章小結(jié)
第5章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.1 虛擬儀器與圖形化編程語言
    5.2 軟件總體結(jié)構(gòu)
    5.3 自動跟蹤程序的設(shè)計
    5.4 操作界面控件功能介紹
    5.5 部分功能程序設(shè)計
        5.5.1 主程序框圖設(shè)計
        5.5.2 脈沖數(shù)與角度轉(zhuǎn)換程序設(shè)計
        5.5.3 軟件限位程序
        5.5.4 矢量運動程序
    5.6 本章小結(jié)
第6章 太陽跟蹤偏差的測量
    6.1 偏差檢測原理
    6.2 偏差檢測裝置的設(shè)計
        6.2.1 四象限光電池
        6.2.2 檢測裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    6.3 信號轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
    6.4 跟蹤系統(tǒng)運行偏差檢測實驗
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 后續(xù)研究與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]混合雙軸太陽自動跟蹤裝置的研究[J]. 王尚文,高偉,黃樹紅.  可再生能源. 2007(06)
[2]主動式雙軸太陽跟蹤控制器[J]. 劉四洋,伍春生,彭燕昌,許洪華.  可再生能源. 2007(06)
[3]基于PIC16F877A自動太陽跟蹤器的設(shè)計[J]. 伍春生,劉四洋,彭燕昌,許洪華.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2007(20)
[4]幾種四象限探測器測角算法的分析研究[J]. 胡賢龍,周世椿.  激光與紅外. 2007(06)
[5]基于虛擬儀器技術(shù)的多軸步進電機控制系統(tǒng)[J]. 王淑芳.  微計算機信息. 2006(25)
[6]太陽能利用與可持續(xù)發(fā)展[J]. 姚偉.  中國能源. 2005(02)
[7]太陽能——21世紀的能源[J]. 言惠.  上海大中型電機. 2004(04)
[8]用80C196KC單片機實現(xiàn)太陽跟蹤[J]. 鄭飛.  能源工程. 2003(06)
[9]太陽跟蹤方法及應(yīng)用[J]. 鄭小年,黃巧燕.  能源技術(shù). 2003(04)
[10]太陽集熱器跟蹤臺的設(shè)計與控制[J]. 鄭小年,黃巧燕,張曉黎,辛禮.  中國機械工程. 2003(12)

博士論文
[1]太陽能高倍聚光能量傳輸利用理論及試驗研究[D]. 韓延民.上海交通大學(xué) 2007

碩士論文
[1]建筑中綜合應(yīng)用太陽能系列研究[D]. 李齊穎.中國建筑設(shè)計研究院 2005
[2]自適應(yīng)復(fù)精度太陽跟蹤平臺[D]. 孫茵茵.華中科技大學(xué) 2005



本文編號：3007253