混合式單軸太陽自動跟蹤系統(tǒng)的建模仿真與設計.pdf

1、太陽能作為一種新興的綠色清潔能源,具有清潔型、無害性及普遍性等優(yōu)點,但卻存在光照強度分散、強烈的非線性以及不易儲存等缺點,因此,最大限度的提高太陽能利用率已成為當前國內外應用研究的熱點。本文針對太陽能應用中利用率較低的熱點問題,設計了一種高精度的太陽自動跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)可最大限度的吸收太陽能,解決了太陽能在實際應用中利用率不高的問題。本論文的研究工作主要包括以下幾個方面:
　　首先,分析了當前太陽自動跟蹤系統(tǒng)的國內外研究現狀,選取

2、了視日運動軌跡式跟蹤與光電式跟蹤相結合的混合式跟蹤方式、南北水平放置東西跟蹤的軸向方式作為本系統(tǒng)的控制方式,采用高效的無刷直流電機(BLDC)作為本系統(tǒng)的驅動電機,選取了精確度較高的跟蹤算法作為項目的跟蹤算法。
　　其次,分析了驅動系統(tǒng)無刷直流電機的控制原理,在matlab/simulink中建立了無刷直流電機的本體數學模型及雙閉環(huán)控制系統(tǒng)數學模型,對太陽自動跟蹤系統(tǒng)的控制部分(主控系統(tǒng)及從控系統(tǒng))進行數學建模以驗證跟蹤系統(tǒng)的運行

3、性能。
　　再次,將飛思卡爾DSP作為主控芯片,完成了電壓轉換模塊、DSP控制模塊、通信模塊、傳感器采集模塊以及功率開關驅動模塊等硬件電路原理設計;設計了主從控制系統(tǒng)的軟件控制算法;設計了系統(tǒng)的人機交互界面,實現系統(tǒng)上下位機間的通信要求。
　　最后,仿真及實驗驗證了本論文所提出的無刷直流電機控制算法可以獲得良好的控制性能;本論文設計的基于無刷直流電機的太陽自動跟蹤系統(tǒng)在保證高可靠性和抗干擾性的前提下,仍具有較強的控制精度和跟