基于DSP的太阳能双轴跟踪控制系统的设计.pdf

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1、第28卷第3期机电产品开笈与剀新VoI．28，No．3呈Q!曼竺曼旦里!：!!!!竺!坐垦!!!!!!!!!竺竺!!!!!!!苎!!竺生!堂旦型!!望塑型：!呈里!曼文章编号：1002—6673(2015)03—027一03基于DSP的太阳能双轴跟踪控制系统的设计张国新．杨勇(中国煤炭科工集团太原研究院，山西太原030006)摘要：为了更充分、高效地利用太阳能的热量。设计了以TMS320F2812为控制核心的太阳能双轴跟踪控制系统。该系统采用视日运动轨迹和传感器校正混合跟踪方案。首先DSP根据相关的理论公式和参数计算出白天太阳的高度角和方位角。并将其转化成相应的脉冲来

2、控制步进电机进行一级跟踪，然后光电传感器检测实际太阳的位置．输出偏差信号来驱动步进电机进行二级校正跟踪。从而获得最大的太阳能热量。理论分析表明。采用该跟踪技术可以有效地提高能量接收率。关键词：太阳能热发电；DSP：双轴跟踪中图分类号：TK5l文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2015．03．009D髑i印oftheDual—a】j【issol盯TmckingControlSystemB舔ed蚰DsPzHANcGuo—X讯。YANGYong口aiyuallIndnute，ChjnacoalTec}ulologya11dEnginee

3、血gGroup，Ta咖a11sharI)d030006，China)Abstract：Inorderto缸Ⅱyudli2es01areneFgy、jl，ithhj曲e伍ciency，c№papcrdesigmdual—a)dSs01ar响ckingcon廿olSys七emwhjchiSb越edonTMs320F2812．Byadopdngsunmodon缸勾ectorytrack访gaJldsensorcalibradonhybridtracbngs仃ategy．FirSt，t11esunaldmdea11孚eaJldazimutha11dei11daytimeare

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5、cal越alysisshowsmatusillgthen_acbngtecllIl0109ycane丑爸cdVelyimprove山eenergyreceivingrate．1(eywoI。ds：solarthe册alpowe。generadon；DSP；dual—axiStracking0引言太阳能是用之不竭的可再生能源．采用太阳能发电可以避免对煤炭、石油、天然气等不可再生能源的依赖。因此太阳能发电是解决当前能源危机的重要途径之一，受到全世界的普遍重视并得到迅速发展【1】。据国际能源署预测．太阳能热发电技术被认为是未来发电成本有望接近化石燃料发电的技术，更具良好的发

6、展前景。本文以TMS320F2812DSP为控制核心．采用视日运动轨迹和光电混合跟踪两者混合的方式。控制两台步进电机，来调整集热器的高度角和方位角。来对太阳进行双轴跟踪。相关理论分析表明，相同条件下，对太阳进行双轴跟踪比采用固定跟踪方式能量接收率提高37．4％．从而大大提高发电量，降低成本，拓宽太阳能的利用领域囝。修稿日期：2015—04—03作者简介：张国新(1975一)，男，工程硕士，副研究员；杨勇(1987一)，男，硕士，助理工程师。1双轴跟踪控制系统的设计1．1太阳跟踪方式的确定跟踪系统按照不同的标准有不同的分法．按太阳入射光线和反射镜主光轴的位置关系可分为单

7、轴跟踪和双轴跟踪；根据跟踪方法的不同也可以分为光电跟踪、视日运动轨迹跟踪(程序跟踪)和两者混合跟踪。单轴跟踪只是在方位角跟踪太阳，而在高度角作季节性调整。双轴跟踪是在方位角和高度角两个方向跟踪太阳轨迹。因此，双轴跟踪的效果优于单轴跟踪。光电跟踪装置大多使用光敏传感器，传感器的按照靠近遮光板，调整遮光板的位置使遮光板对准太阳、传感器处于阴影区，当太阳移动时，传感器受到日光直射输出一定值的微电流，作为偏差信号，经放大电路放大，由伺服机构调整角度是跟踪装置对准太阳完成跟踪。光电跟踪优点是灵敏度高。缺点是受天气影响大。阴雨天时无法对准太阳，甚至引起执行机构的