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1、仪器仪表装置文章编号:1001-9944(2007)02-0001-03一种太阳自动跟踪装置的设计袁志国,阙沛文,黄作英(上海交通大学自动检测研究所,上海200240)摘要:介绍了一种利用光纤传输、光敏电阻检测作为反馈,适时调整和控制步进电机,实现工作平台高精度地自动跟踪太阳的机电装置。介绍了系统结构中的信号反馈系统、控制电路和机械结构,重点描述了反馈系统的原理和设计,并用软件仿真进行模拟,验证其可行性和有效性。关键词:太阳跟踪;信号反馈;自动控制;光敏电阻中图分类号:TP23文献标志码:BDesignofaKindofAutomati
2、cSolarTrackingEquipmentYUANZhi-guo,QUEPei-wen,HUANGZuo-ying(InstituteofAutomaticDetection,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:Thearticleintroducesakindofautomaticsolartrackingequipment.Thesystemmakesuseofanarrayofopticalfiberstotransferthesunlight,wh
3、ichisdetectedbymanyphotoresistances.Thevaluechangeoftheresistancesmakesupofsignalfeedbacksignal.Thankstothecloseloopofthefeedback,theequipmentcanworkinhighpre-cision.Thearticledescribesthesignalfeedbacksystem,controllingelectricalcircuitandreducingspeeddrivenstruc-ture,e
4、specialtheprincipleanddesignofthesignalfeedbacksystem,andsimulatethedesignbysoftwareandprovethefeasibilityandavailability.Keywords:solartracking;signalfeedback;automaticcontrol;photoresistance世界能源日趋枯竭,可再生能源的开发和利用间制有光隔板的透明盒体内作为光传感器,根据光前景广阔,成为未来能源的焦点。全方位、高效率地电管上受光面积的大小形成差分
5、电信号,经差分放利用太阳能是目前最好的一种解决办法。目前市面大电路放大处理后形成脉冲电信号,控制步进电机上已有的产品跟踪精度低,在普通民用还可以,但是工作,组成与热水器集热器联动系统。该发明构思简在环境苛刻或大面积使用太阳能的场合,就不够经巧,为后来者提供了可靠的借鉴。但是,由于靠二只济了。如若能寻找到一种简单可靠的自动跟踪方法,光电管受光面积差产生差分光信号,灵敏度不高,可[4]将大大节约成本,带来收益。为此,相关人士已经靠性也不行。其后也有人据此改进,如增加不同数量做了许多有益的探讨,如2000年7月26日,中国专的光电管或光敏电阻
6、来提高性能,但始终因光电管利申请号:00121844采用两只光电管对称安装在中或光敏电阻的大小所限制,精度仍然是一个很大的收稿日期:2006-11-06;修订日期:2007-01-03作者简介:袁志国(1982-),男,研究生,主要从事ARM、FPGA技术、光电信号检测技术的研究和开发;阙沛文(1944-),女,教授,博导,主要从事特种智能检测、无损检测、环境监测及光电检测技术的研究和开发。30Automation&Instrumentation2007(2)仪器仪表装置瓶颈。因此,提供一种经济、实用、安全、可靠、灵敏度高的新型太阳自动
7、跟踪装置十分必要。1太阳自动跟踪装置的原理本设计提供一种跟踪精度较高、控制电路相对简单、由芯片控制步进电机驱动的低成本、实用的新型太阳自动跟踪装置。太阳自动跟踪装置由调整机构、信号反馈系统、控制电路和驱动机构四部分组[1]成,其工作流程图见图1。调整机构是太阳自动跟踪装置的载体,主要由圆形基架中嵌套两个互相垂直电机带动的工作平台构成;信号反馈系统是太阳2.2信号反馈系统光线经过一面凸透镜汇聚成一个小光斑,此光斑落信息反馈系统固定在工作平台上,见图3信号在一光纤阵列上,多根光纤由不同的光敏电阻分组反馈系统原理图。太阳光线经凸透镜汇聚,在位
8、于焦检测,光敏电阻阻值变化情况作为太阳光偏射工作平面的光纤束截面上留下照度较强的光斑(理论上平台的当量的反馈信号,及时传送给控制电路;控制为一光点)。光纤束截面图如图4,将光纤束按照调电路由信号采集电路、信
