建议，世界科技研究与发展，年月高桥清，太阳光发电，科学出版社，桑野幸德，太阳电池及其应用，科学出版社胡晨明，怀特，太阳电池，北京大学出版社贾英洲，黄建周，王育琳，杨凤田，聚光太阳灶设计制造原理，能源出版社王季秩，曲家骇，执行电动机，机械工业出版社，，刘宝廷，步进电动机及其驱动控制系统，哈尔滨工业大学出版，金如麟，太阳能光伏供电系统的最大功率输出方法电工技术杂志林珊，许劲松，太阳能发电系统的电路单元新能源,林珊，冯垛生，太阳能发电系统的最大功率跟踪新能源,陈桂兰，孙晓，光伏发电系统的最大功率点跟踪控制，电子技术应用，汤建皮，黄刚，光伏系统配套蓄电池的选择，蓄电池,刘荣，自然能供电技术，科学出版社，刘福才，刘新田，单片机全自动跟踪太阳发电设备控制器的设计，微计算机信息内蒙古科技大学毕业设计说明书致谢我要衷心感谢我的导师李子剑。从论文的最初选题，课题研究及最终定稿都是在李子剑老师的悉心指导下完成的。在整个论文工作期间，李老师严谨的治学态度渊博的知识以及诲人不倦的精神给我留下了深刻的印象，让我受益匪浅生活里为人正直，朴实无华，平易近人，这切都令我深深的敬佩，能成为李老师的学生是我的荣幸。在本课题的研究过程中，同组同学也给予了我很大的帮助，在此表示衷心的感谢,同时，真诚地感谢所有在我四年读书期间帮助过我的老师同学和朋友,无法控制直流电机的转角，但可以控制直流电机的转速，只要附加个直流电机驱动电路即可达到跟踪控制的要求，成本很低。在满足性能要求的情况下，本方案选择性价比较高的直流电机。直流电机驱动电路直流电机驱动电路的输入信号较小，要对其进行放大之后才能输出驱动电机。在确定功率放大器输出电路的具体方案时，首先要针对负载电机的特点它不仅包含有电阻，而且还有电感和速度反电势。在刚接通电源时，电机还没有转起来，它的速度反电势为零，因此流过电枢的电流很大，这就要求起控制作用的电子管能通过较大的瞬时电流以保证快速起动而在突然断电时，电枢绕组的电感又将感应出较高的电压，这就要求管子有较高的耐压，或者采取有效的保护措施，以免造成击穿。除此之外，还要求加到电枢两端的电压能够根据需要改变极性以实现正转和反转。内蒙古科技大学毕业设计说明书图功率放大器输出级的桥式接法根据上述情况，采用了如图所示的方案，由组成的功率放大器输出级，其中和组成个互补对称电路，和组成另个互补对称电路，而电枢则接到这两个电路的输出端之间，形成桥式接法即四个管子形成了电桥的四个臂。当要求电机正转时，使端电位上升，端电位下降，则和导通，有电流沿图中的实线流过电枢，产生正向力矩当要求电机反转时，则要使端电位下降，端电位上升，有电流沿图中的虚线流过电枢，产生反向力矩当两端为等电位时，则电枢两端也是等电位，因此电机不转。这种接法的优点是，通过两对管子的互相切换，电源电压只需要就可以使电枢两端得到左右的电压而且还能倒换极性，对管子的耐压要求较低。降低管子的耐压还可以减少出现二次击穿的可能性。为了进步抑制电感性负载在突然断电时所产生的高电压，在每个晶体管两端都反向并接着个二极管，从图中可以看到，不论电枢两端的电压是什么极性，只要它大于，总会有对二极管会导通，使电枢电压的最大值不超过，就不会造成功率管过压的现象。此外，可以利用电感性负载在断电时产生的电压进行电机制动。当由数值突然回到零即两点等电位时，设原来电枢为正转，其极性为左正右负，则此时将有电流由电枢的正端经和回到负端其路线为，内蒙古科技大学毕业设计说明书对电机进行制动，则停转迅速，反之亦然。实际电路图为本跟踪平台的实际电路图。实际电路中有很多详细的设计需要加以说明调整∶可以控制窗口大小，以达到控制跟踪精度的目的，适当控制精度可以使得电机不反复启动。实际电路在电机控制比较电路的基础上加入射极输出器形成复合驱动级，复合驱动级由∶组成。射极输出器的带负载能力强，可以减小比较器的负载，提高驱动能力，改善放大电路工作情况。为保护系统，设置光控开关，当光线达到定强度时才接通电源，屏蔽干扰光。由于南北方向的跟踪运动相对于东西方向的跟踪运动较少，所以设置异或门控制南北方向启动和停止，达到省电的目的。当跟踪范围过大时，接收器转动角度过大，可能会出现电线缠绕的现象，必须对接收器的极限位置进行限制。所以，设置两个位置开关，当接收器转动到设定的极限位置时闭合，此时截止，不能工作，只有可以工作，意味着电机只可能反转，输出反向力矩。当正向信号输入时，电机不工作，只有反向信号输入时，电机才工作，以此防止接收器超出极限位置。的工作原理与相同，在此省略。跟踪精度太阳光线偏转左右，跟踪平台就能做出反应，对太阳进行跟踪。通过这些细节设置，使得实际电路能满足控制要求，实现对机械部分的自适应复精度控制。内蒙古科技大学毕业设计说明书图控制电路实际电路图本节详细介绍了自适应复精度跟踪平台控制系统的结构工作原理性能特点等。包括对太阳探测单元信号处理及控制单元动力单元的设计思想和内容的介绍，并给出了控制部分的实际电路。内蒙古科技大学毕业设计说明书通过单片机控制步进电机的太阳跟踪平台自动跟踪系统的工作原理自动跟踪系统基本结构如图所示，主要由单片机传感器步进电机等组成。它的基本原理是当太阳光照射到传感器上时，把电池列阵和太阳位置偏差即列阵平面与阳光不垂直时给出的传感信号，经过前置放大器放大电压跟随器后保存到单片机中，由单片机进行定的处理后控制步进电机转动，使聚光器随着太阳移动而移动，从而达到跟踪的目的。自动跟踪系统要实现的工作过程是从早上时开始跟踪太阳位置的变化，使聚光器始终接收到最强的太阳辐射，当太阳落下或者天空光线极差时，聚光器自动回复到朝向东方的初始位置，再检测到太阳升起或天空光线变强时，继续跟踪最强的光照。图自动跟踪系统结构传感器光敏二极管的工作过程光敏二极管是种电阻值随光照强度变化而变化的感光电阻，本系统采用个光敏电阻作为传感器来检测天空光线的变化，跟踪太阳的位置。光敏电阻的特性与人眼最为接近，所以适合可见光的测量。选用的型号是，内蒙古科技大学毕业设计说明书它的暗电阻为欧，亮电阻为欧。的阻值变化与光照的变化之间的关系是线性的，它的阻值的变化是在个范围内沿着条直线上升或下降，如图所示。个光敏电阻中，用于判断是白天还是黑夜，另外两个光敏电阻和用于测量聚光器与太阳位置的偏差，的优先级高于和。图照度电阻特性光敏电阻分别与滑动变阻器和两个的电阻共同构成惠斯电桥。如图所示。该型号的电阻值较小，所以滑动变阻器比较难容易得到，电桥比较容易组建。电压前置放大器为差动放大器，它将桥臂的输出信号放大，再经电压跟随器，由单片机内置位高精度的自校准模数转换器进行转换，然后进行数据处理。电压跟随器作用是提高电压信号的负载能力，防止信号受负载的影响。有路这样的电桥同时采集信号到单片机中。由于内置转换器，所以使电路设计减少了设计的复杂性，也减小了电路的体积。它的转换器是个通道单电源位逐次逼近的转换器，线性误差为士，转换时间为，可以提供内部参考电源，同时也可以外接从到的参考电源，通过三个特殊功能寄存器来控制转换，转换结果可保存在二个特殊功能寄存器中，转换数据的低位保存在寄存器中，而高位保存在的低位中，的高四位用来保存采样的通道号。如果采样数据较大，如以的速率对被输入的模拟信内蒙古科技大学毕业设计说明书号进行连续采样，这时自动采用模式，将采样数据直接保存在外部数据存储器中，采样结束后再对数据进行处理。的模块正常工作的模拟输入范围为，允许输入的电压范围只能为正电压。经实验证明，若输入的模拟电压超过最大值为，的采样结果为最大值，虽然结果不对，但并没有影响正常工作但是，旦输入负的模拟电压，则会影响正常工作，表现为的基准电压消失和采样结果不正确，且若长时间输入负电压，将有可能损坏芯片。因此，在实际应用中，若发现启动之后端无电压，则应立即将芯片复位，并检查模拟输入信号的采集放大部分。在确保进入的模拟信号在范围内之后，才能再次启动。实际应用时，应保证输入的模拟电压为正电平。所以跟随器应该接如图所示的钳位电路，保证的输入在的转换器的安全输入范围内。注意，的输入端有个的电容，这个电容是为了保证的转换精度。图惠斯顿电桥所在桥臂的滑动变阻器的电阻调至光敏电阻的暗电阻为，当的电阻为时，桥臂两端的电压差为。在步进电机朝向东方的初始位置，装有个精密定位开关，当单片机检测到桥臂两端的电压差为时，如果定位开关是，说明这时由黑夜变为白天，聚光器将会开始自动跟踪太阳如果定位开关是，说内蒙古科技大学毕业设计说明书明这时由白天变为黑夜，步进电机会自动复位到定位开关处。当桥臂两端的电压差不为时，如果定位开关是，说明这时处于黑夜，步进电机不转动如果定位开关是，说明这时处于白天，聚光器自动跟踪太阳。光敏二极管的位置的装置简图如图所示当聚光器正对太阳时，和被遮盖物全部遮盖这时和对应的桥臂输出的电压差信号的差值小于个规定的数值时，步进电机不运行当聚光器偏离太阳定角度时，或就会从遮盖物下露出，直接曝露在太阳下。因为当太阳强度变强时，光敏电阻的阻值变小，对应桥臂输出的电压值将增大，这时两桥臂输出的电压信号将相差较大，经过单片机比较后，单片机发出控制指令使步进电机旋转定的角度，直到聚光器正对太阳为止。两个光敏电阻全被遮住个光敏电阻露出图跟踪太阳位置的装置简图步进电机及其特性步进电机概述步进电机是种将电脉冲信号转变为角位移或直线位移的电磁元件，从能量转换的角度来看，它和普通的电机无异，但是由于它的运行原理驱动电源及控制方式的特殊性，使其具有如下的特点励磁绕组上施加的不是个恒定的直流或交流电压，而是采用电子开关断续加以直流电压，