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1、太阳能接收器自动跟踪系统研宄宁夏大学硕士学位论文姓名：尹东文申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师，李明滨2011-05-01摘要本文基于太阳位置计算模型，通过对太阳运行轨迹的分析研究，利用向量法推导出了地平坐标系下的双轴跟踪运动方程。由此，依据数值计算软件matlab绘制出了一年中四个季节的高度角和方位角曲线，经过研究分析，提出了“单驱动，双向跟踪”的新型双轴跟踪策略。在机械结构方面，依托SolidWorks三维参数化设计软件平台，采用穷举寻求最优、三次样条曲线拟合等数值处理方法，完成了高度角方向凸
2、轮机构的设计，并设计若干传动机构使之与方位角方向跟踪运动实现耦合，设计出Y“单驱动，双向跟踪”的太阳能跟踪新型机械传动装置。还有，利用COSMOSMotion运动分析模块，针对凸轮机构和整体三维实体模型，分别进行了运动学和动力学仿真，验证了设计的正确性。在电控方面，设计完成了以单片机AT89S52为核心的硬件电路，它包括DS1302时钟电路、LCD显示屏电路、电源管理电路等。然后，根据视日运动轨迹算法，采用步进电机幵环控制策略，以KeilC为软件开发平台，编写了主控制程序、液晶显示程序、时钟程序、电机驱动等程序模
3、块，并借助KeilC和单片机仿真软件Proteus构建的虚拟实验室，实现软件和硬件的联调仿真。最终，根据此设计，完成了试验模型的制作和调试。本文设计的“单驱动，双向跟踪”太阳能跟踪系统，克服了传统的单轴跟踪系统精度低的缺点，同时相比双驱动双向跟踪系统，具有成本低、功耗少等优点，经实验证明该系统遵循经济、高效、可靠、抗干扰能力强、易操作和维护的设计原则，适用于各种小型民用太阳能利用设备，对于太阳能利用的推广具有重要的现实指导意义。关键词：COSMOSMotion,“单驱动，双向跟踪”，C51,单片机，步进电机IAb
4、stractBasedonthesolarpositioncalculationmodel,dependingontheanalysisofthesunmovingtrajectory,thispaperdeducesthetwo-axessolartrackingmotioncontrolequationinhorizontalcoordinatesystemwiththemothodofvectoranalysis.Usingthenumericalcalculationsoftware-MATLAB,the
5、paperdrawsupthecurveofelevationangleandazimuthforthefourseasons,afterstudyandanalysis,proposesanewtwo-axestrackingstrategy-"singledriving,double-axistracking".Inthedesignofmechanicalstructure,relyingon3Dparametricdesignplatform-SOLIDWORKS,usingthenumericalana
6、lysismethod,suchasexhaustivemethodtofindtheoptimalsolution,cubicsplinecurvefitting?etc.completesthedesignofCAMmechanismofthealtitudeanglestrackingdirection,anddesignsseveraltransmissionmechanismtoaccordwithazimuthdirectiontrackinglaw,givingthecouplingmovement
7、,thus,realizesnewmechanicaldevice-"singledriving,double-axistracking".Also,intermsofmovementanalysismodule-COSMOSMotion,aimingattheCAMandthewhole3dentitymodel,finishesthekinematicsanddynamicssimulationseparately,toprovedesigncorrect.Inelectroniccontroldesign,
8、completeshardwarecircuitbasedonsingle-chipmicrocomputer-AT89S52,itincludesDS1302clockcircuit,LCDdisplaycircuit,powermanagementcircuits,etc.Then,accordingtothetrajectoryalgorithmontheday,a
