基于太阳敏感器的移动式太阳跟踪控制系统研究

针对移动设备太阳能供电需求问题,开展了高精度移动式太阳跟踪控制系统研究。采用一种新型的大视场、高精度太阳敏感器,基于双轴跟踪方式研制了移动式太阳跟踪装置;并针对移动平台不间断晃动、非直线行驶、转弯导致跟踪不稳、精度降低甚至跟踪目标丢失等问题,结合太阳敏感检测特点,提出了选择性位置式PID跟踪控制策略。对跟踪系统进行了车载试验,结果表明,相比于传统的四象限传感器跟踪,基于太阳敏感器的跟踪系统搜寻视野达120°,精度达±0.5°,具有响应速度快、跟踪精度高、稳定性好、目标丢失后找回快等优点。本文为移动式太阳跟踪提供了一种可靠可行的新方案,该方案稍加改进还可用于高空太阳电池标定等领域。     

太阳能跟踪控制系统的设计

为了提高太阳能利用率,提出一种新的太阳能跟踪方式,通过光敏电阻构成的光电传感器检测光线强度,根据光强偏差闭环控制步进电动机的转动,保证太阳光线与光伏电池板平面始终垂直,使光伏电池板输出功率最大。设计了基于AT89C52单片机为控制核心,驱动2组步进电动机,从方位角和高度角2个方向调整太阳能电池组方阵的姿态,实现双轴跟踪。试验结果表明,该控制系统能准确跟踪光源,实现电动机转动,工作性能稳定。采用单片机的太阳能跟踪控制系统具有成本低、精度高的优点。     

基于步进电机的太阳自动跟踪系统的研究

为了提高太阳光伏发电系统的转换效率,对太阳进行自动跟踪是很有必要的。依据高精度的太阳位置算法,利用STC12C5A60S2单片机作为控制芯片,以步进电机作为执行机构,通过单片机来控制步进电机从而实现双轴太阳自动跟踪。相比于直流电机,步进电机更具有可控性和稳定性,跟踪精度较高,且受环境的影响小。理论分析和研究结果表明,系统实现了对太阳的自动跟踪,能大大提高太阳能的利用率。该系统价格低廉,性能可靠,具有较高的实用价值。     

基于STM32的光伏发电自动跟踪系统设计

目前在光伏发电领域,大部分太阳电池板都是固定安装的,为了提高电池板的发电量,设计了一套基于STM32的太阳电池板自动跟踪系统。系统通过步进电机带动双轴机构,实现了电池板对太阳的二维跟踪。本系统以低功耗的STM32为核心处理器,在外围设计了光电跟踪传感器,阴晴检测以及GPS等模块,采用混合跟踪的控制方式提高了跟踪精度。介绍了系统的原理与组成,设计了一套低功耗的间歇跟踪算法。     

太阳跟踪装置及其应用

为促进太阳跟踪装置的推广应用,降低光伏发电成本,研究了目前太阳跟踪装置的主要跟踪方式、布置方式和结构特点、控制和驱动方式,比较了不同跟踪技术的能量收益,说明了单轴和双轴跟踪的适用范围.利用太阳跟踪技术可以显著提高光伏系统的电能收益,为了早日实现光伏电能平价上网,有必要因地制宜地推广太阳跟踪技术.     

基于STM32的光功率计的设计

介绍了一种基于STM32的高精度光功率计的设计原理和实现方法,给出其数据处理和修正方法。该光功率计以STM32为微控制器,使用InGaAs PIN光电探测器来实现光电转换,并利用低噪声光电放大器AD795和高速多路模拟开关MAX4051搭建电路以实现测量功率范围内的量程自动切换控制,不仅可以消除测量时的非线性误差,还可以提高测量的动态范围和精度。同时,采用24位的模数转换器ADS1232来实现高的测量分辨率,并借助数据处理和修正技术进一步提高测量精度,减少测量误差。实际测试结果表明：该光功率计具有成本低、精度高和性能可靠等优点,可以满足工程应用中光功率测试的需要。     

地面自动跟踪太阳暴晒设备的设计

介绍了一种自动跟踪太阳暴晒设备。     

嵌入式太阳跟踪定位控制系统设计与研究

太阳能设备应用中对太阳运动位置的跟踪和定位,决定了太阳能量的利用率。为了能够最大限度的获得太阳能量,设计并实现了精确跟踪太阳实时运动位置的跟踪定位控制系统。本系统设计方法是依托太阳位置算法,通过采集时间、空间信息计算后获得当前太阳高度角和方位角。将角度信息送入嵌入式控制器驱动两轴伺服电机进行运动控制,实现太阳位置的实时跟踪定位。通过将理论计算值与光强度传感器采集光斑最大强度数据对比,验证嵌入式太阳跟踪定位控制系统的准确性。通过太阳位置算法理论值与系统实测值对比表明：高度角误差±1°、方位角误差±3°,满足实时跟踪太阳运动位置的精度要求。     

光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计

太阳能光伏电池陈列的发电量与光线入射角角度有关,光线与光伏阵列平面垂直时发电量最大。采用太阳自动跟踪的方式,使太阳能电池板始终保持与太阳光垂直,可大大提高光伏阵列的发电量。采用光感跟踪与时间跟踪相结合的方法,设计了全天候太阳方位跟踪控制系统,系统功能包括检测、跟踪控制方式转换及双跟踪方式的控制。该双轴跟踪系统具有结构简单、稳定性好、精度高的特点,具有广阔的应用前景。     

油源测试系统的研究与设计

从航空电机的出厂测试过程出发,通过模拟航空电机的实际运行环境,提高测试航空电机的效率和参数准确度以实现测试系统的自动化和智能化,研究且设计了基于STM32的油源测试系统.实现在多种负载、转速、温度条件下进行稳态、瞬态参数等测试,对测试数据进行最小二乘法拟合和中值滤波来提高测试精度,并通过LabVIEW设计的人机交互界面与触摸屏的双端显示分析与控制.实验结果表明可提高测试效率与测试精度,改善工作环境,实现了测试过程的自动化、智能化和网络化.     

一种新型自动气象站触控屏交互式系统设计

设计了一种基于STM32的异步全双工串口通信（USART）的触控式显示屏人机交互式系统,应用于DZZ1‐2型新型自动气象站中。设备用户可通过该交互式系统直接对数据采集器进行数据查看、参数设置等操作,为DZZ1‐2型新型自动气象站的安装调试和维修维护提供极大的便利性。设计包括：硬件电路设计、用户 UI设计和嵌入式软件设计,重点讲述了用户UI的设计流程和嵌入式软件设计中USART中断函数的使用。试验结果及在广东省一年多的业务运行,证明该系统运行稳定、便捷可靠。     

电流滞环跟踪PWM逆变器控制仿真研究

针对传统的SPWM电压型逆变器的不足,提出采用电流滞环跟踪PWM的逆变器控制方式.介绍了电流滞环跟踪PWM逆变器的控制原理,对其开关频率进行了数学分析,最后构建模型并进行仿真.仿真结果表明,此方法效果明显,动态性能好,可保证电流波形好的正弦性.     

基于经纬度计算的太阳自动跟踪系统

介绍一种基于经纬度计算的太阳跟踪光伏发电控制器的设计与实现。这种新型控制器通过驱动2个直流电机实现光伏电池在水平、竖直2个方向同时自动地跟踪太阳,使其平面时刻与太阳光保持垂直,最大限度地接收太阳光。在实现自动跟踪的过程中,为克服传统光线跟踪带来的动态响应慢、稳态振荡,以及在环境突变条件下出现的跟踪错误等缺点,提出一种基于编码器和经纬度计算的跟踪方法。实验结果表明,这种跟踪技术可以提高光伏电池发电效率30%左右。     

Adaptive tracking control design of constrained robot systems

Both dynamic state feedback as well as output feedback tracking control designs are presented in this paper for constrained robot systems under parametric uncertainties and external disturbances. The previous studies on tracking control design, not considering the velocity measurements, address only the unconstrained robot design. In contrast, a dynamic output feedback controller based on a linear and reduced-order observer that uses only position measurements is proposed here for the first time to treat the trajectory tracking control problem of constrained robot systems. Both adaptive state feedback control schemes and adaptive output feedback control schemes with a guaranteed H^∞ performance are constructed. It is shown that all the variables of the closed-loop system are bounded and a pre-assigned H^∞ tracking performance is achieved, in the sense that the influence of external disturbance on the tracking motion error can be attenuated to any specified level. Moreover, it is also shown that the motion and force trajectories asymptotically converge to the desired ones as the dynamic model of robot systems is well-known and the external disturbance is neglected. Finally, simulation examples are presented to illustrate the tracking performance of a two-link robotic manipulator with a circular path constraint by the proposed control algorithms. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

自动离合器位置跟踪神经元自适应PID控制

针对自动离合器位置难以准确快速跟踪控制的问题,在采用蜗卷弹簧作为补偿装置改善驱动机构性能基础上,设计了一种具有前馈作用的增益可调神经元自适应PID控制器,利用前馈控制加快控制器的响应速度,利用神经元的自学习功能实现权值的自动调整,采用PSD算法实现增益的自动调整.实验结果表明,与常规控制器相比,该控制器用于离合器位置跟踪控制动、静态误差小,能够适应离合器负荷和目标接合速度的非线性变化,具有较好的鲁棒性,能够满足离合器位置跟踪控制要求.     

永磁同步电动机的有限时间跟踪控制

针对永磁同步电动机绕组相电流和转速强耦合特性,基于永磁同步电动机精确的数学模型,依据中继切换控制机制和有限时间收敛的终端滑动模态控制机制,研究了永磁同步电动机的有限时间跟踪问题,给出了其终端滑模控制器的设计方案。在所设计的控制作用下,闭环系统将在有限时间内达到平衡状态,保证了闭环系统所有信号的有界性和平衡点的全局稳定性,系统在有限时间内精确地跟踪给定的参考信号。对永磁同步电动机模型进行了数值仿真,结果表明,在所设计的终端滑模控制器作用下,系统的跟踪误差在有限时间内达到零,验证了所提算法的正确和有效性。