跟踪太阳随动系统设计

论文编号:ZD1006    论文字数:16473,页数:40

摘要

 太阳跟踪的方法主要有两种，光电跟踪和视日运动轨迹跟踪。在分析比较了两种跟踪方法后，本系统采用两种方法相结合的方式来实现对太阳的跟踪。与目前普遍采用的两种跟踪方法相互切换的结合方式不同，本系统是将两种方法同时用在一次跟踪动作里，系统实际跟踪轨迹值由视日运动轨迹理论计算值、预修正量和光电跟踪产生的对预修正量进行调整的调整量确定。当光线强度不够时，或者视日运动轨迹理论计算值和预修正量确定的跟踪误差足够小时，由于光电检测电路不产生信号，光电跟踪方法产生的调整量为零，系统以视日运动轨迹理论计算值和之前确定的预修正量进行跟踪，此时的跟踪角度可以认为是最佳角度。这样既提高了系统的稳定性又提高了跟踪精度。在控制系统的设计中，本控制系统采用以单片机为核心的计算机闭环控制系统，主要由单片机、模数及数模转换、直流电机及其驱动器、机械执行机构、光敏二极管、光电检测电路组成。在采光板平面上装有光敏二极管，光电检测电路产生电平信号，通过模数转换反馈到单片机，计算机运行程序调整跟踪角度，并利用调整量调整预修正量。控制系统的软件用C和汇编编写。因此，本文所研究的太阳自动跟踪装置的控制系统具有高精度、高可靠性等优点，且对装置机械执行机构的精度要求不高，具有极强的实用性。
关键词: 太阳自动跟踪，计算机控制，太阳能装置，光电检测
 
 
  

Abstract

 There are mainly two ways to track the sun，photoelectricity track and sun angle track.After analyzing and compraring these two ways，we decide to adopt the mode to track the sun in which the photoelectricity track and sun angle track combinetogether. Be defferent with the popular mode that the two ways exchange mutuaily,in this mode,the two ways run simultaneously in one track action.The actual tracking angle is based on three factors,theoretic result,advance correctional quantity and adjustive quantity.This mode is able to improve the precisuin and reliability of system and reduce cost of fixing of device.Computer send pulse signal to the drivers of DC motor through digital singal output channel.Then system control mechanism,according to the intensity of sunlight,photoelectricity examination circuit generate digital signal ,and computer receives this signal through digital signal. Input channel,basing this signal,computer adjusts angle and direction of DC motor and mechanism.Finally,system realize automatic track to the sun.Therefore,the control syntem introduced in this paper has many advantages,such ad high precision and reliability,high practicability and so on. Mechanical device and the accuracy of the implementing agencies do not ask for much, is extremely practical.
Keywords: auto-solar track,computer controlled system,solar equipment,photoelectricity examination

目录
摘要 I
Abstract II
1  绪论 1
1.1 研究的背景 1
1.2 研究的意义 2
1.3 本设计研究的主要内容 3
2  系统设计方案及系统工作原理 4
2.1 系统总体分析 4
2.1.1 开环控制系统 4
2.1.2  闭环控制系统 5
2.2 单片机控制系统 5
2.3 检测模块的控制系统 6
2.4 太阳跟踪系统的工作原理 7
2.5 执行机构控制系统 7
3  太阳光检测方法及应用 8
3.1光电检测 8
3.2 光电检测电路原器件的选取 8
3.3 光电检测电路设计 9
4  单片机控制系统设计 12
4.1 AT89S52的主要性能特点 12
4.2 AT89S52引脚功能 13
4.3 AT89S52内部结构框图简介 15
4.4 数模转换控制电路 15
4.5 模数转换控制电路 17
5  机械执行机构 19
5.1 机械执行机构的设计 19
5.2  电气执行机构的设计 20
5.2.1 直流电机的工作原理 20
5.2.2  直流电机的调速原理 21
5.3 直流电机的驱动器设计 21
6  系统软件设计 23
6.1 软件开发工具 23
6.2 软件总体设计思路 23
6.3 光电跟踪模块的软件设计 24
7  系统调试 25
7.1 系统调试 25
7.2 系统主要功能的实现 25
7.3 系统改进方向 25
8  结论与展望 26
8.1 结论 26
8.2 展望 26
致谢 27
参考文献 28
附录 29