基于DSP的太阳光线自动跟踪系统设计与实现

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1、第17卷第7期电子设计工程2009年7月Vo1．17No．7ElectronicDesignEngineeringJu1．2009基于DSP的太阳光线自动跟踪系统设计与实现杨缝缝，卞新高，辛秋霞(河海大学机电工程学院，江苏常州213022)摘要：以DSP为主控制器设计太阳光线自动跟踪系统。采用简单的太阳位置算法粗略跟踪太阳光线；再利用光线跟踪传感器精确跟踪。介绍模拟跟踪装置的组成、光线检测原理，并详细描述控制系统。该系统能在大范围内精确检测太阳光线入射角，并将信息实时返回至监控装置。由于跟踪传感装置结构简单、跟踪方法易于实现，且传感器价格低廉．有望应用于高聚光型太阳能发电系统。关

2、键词：DSP；太阳光线；跟踪方法；光线跟踪传感器；控制系统中图分类号：TK513文献标识码：A文件编号：1674—6236(2009)07—0047—03DesignandimplementationofsolarrayautomatictracingsystembasedonDSPYANGFeng—feng，MANXin—gao，XINQiu·xia(CollegeofMechanic&ElectricalEngineering,HehaiUniversity,Changzhou213022,China)Abstract：Automatictracingsystemofsunr

3、aywhichusesDSPasmaincontrolchipisdesignedinthispaper．SimpleSO·larpositionalgorithmisusedtotracethesunrayroughly，thenthesunraytracingsensorisadoptedtocatchthesunrayaccurately．Theformationofthesimulativetracingdeviceandtheprincipleofsunraydetectingareintroduced．andthenthecontrolsystemisalsodesc

4、ribedindetail．Thesystemisabletodetectthesunlightincidenceangleaccuratelyinalargerange．Thetracinginformationistransferredtothemonitoringdeviceatrealtime．Forthesimplestructureofthetrac—ingsensordevice，easyrealizationofthetracingmethodandthecheapcostofthesensor，thetracingdevicewillbeap—pliedinth

5、ehigh—concentrationsolarpowersystem．Keywords：DSP；sunray；tracingmethod；raytracingsensor；controlsystem季节、不同日照时间都能精确地捕捉太阳光线入射角．机械1引言结构采用双轴跟踪：利用高度角一方位角式全跟踪，通过两电精确捕捉太阳光线可提高太阳能装置，尤其是聚光类太机分别控制高度角轴与方位角轴位置，如图1所示。跟踪箱阳能装置的太阳能利用率。现有的聚光类太阳能发电系统主内装有跟踪传感器，电机1控制高度角轴，电机2控制方位要采用程序控制、传感器控制、程序与传感器联合控制的方角轴．两轴的合成运

6、动使跟踪镜头始终跟随太阳人射光线。法llJ。程序控制方法是计算出太阳在一天中的位置．并通过电编码器1、编码器2分别检测高度角轴与方位角位置。机驱动装置运动到目标位置，该方法可克服传感器控制的缺跟踪箱点，但存在累积误差，且程序复杂，对控制器要求较高；传感器控制方法是实时测量太阳光的方向．但实际应用中存在跟踪死区，跟踪范围窄：而程序与传感器混合控制的方法虽然在任何气候条件下都能得到稳定而可靠的跟踪控制，但由于成本和可靠性等问题，一直没有被规模化使用回。为更好地采集太阳辐射能量，降低发电成本，提高跟踪装置可靠性，这里对太阳光线自动跟踪方法进行研究，并利用TMS320F2806型DSP为

7、主控制器设计模拟跟踪控制系统。2跟踪方法图1模拟跟踪装置2．1模拟跟踪装置2．2跟踪策略太阳光线的入射角是时刻变化的，为使跟踪装置在不同该系统的跟踪策略是将程序控制和传感器控制相结合，收稿日期：2009—02—27稿件编号：200902071在跟踪过程中，首先利用数学算法计算出太阳光线每时刻的基金项目：国家863高技术研究发展计划(2006AA050104)作者简介：杨-~(1984一)，女，江苏泰州人，硕士研究生。研究方向：机械制造及自动化。-47-《电子设计工程)2009年第