1、的片光电池上时，调节筒的长度，使光斑正好完全覆盖片光电池。当太阳光与光轴成角度时，光线经过透镜照射到片光电池上形成的光斑必然发生偏移，如图所示。阴影部分为光线照到的部分，此时有的光电池不能被光斑完全覆盖，因此各光电池产生的光电流不尽相同，将光电流差经过系列处理后输入到跟踪头，驱动电机动作，调节跟踪装置，直到个象限光电池输出的光电流相等，此时太阳光线与透镜光轴平行，驱动电机无动作。为了使测量跟踪装置更安全可靠，该装置采用象限主测光电池进行光强测量和判断，使装置在夜晚停止工作。将第象限的电压与外来控制电压进行比较，可选择合适的控制测量跟踪装置的工作状态，在夜晚时，装置正常工作。图镜筒结构图光线与光轴不垂直时理论上，镜筒越长，光电池的灵敏度愈高，但是镜筒长度和透镜的参数也有关系，不可能无限制增。

2、踪器，并在太阳能面板上装有集中阳光的透镜，使效率进步提高。年月美国亚利桑那大学推出了新型太阳能跟踪装置，该装置利用控制电机完成跟踪，采用铝型材框架结构，大大拓宽了跟踪器的应用领域。目前，太阳追踪系统中实现追踪太阳的方法很多，但是不外乎采用如下两种方式种是光电追踪方式，另种是根据视日运动轨迹追踪前者是闭环的随机系统，后者是开环的程控系统。论文的研究内容本文所介绍的太阳跟踪装置采用了光电追踪方式，可实现大范围高精度跟踪。论文的主要工作包括分析太阳运行规律，比较国内外主要的几种跟踪方案，提出合理的跟踪策略。机械部分也是实现追踪目的的关键，主要是机械设计和计算，装配图及其零件图。分析传感器工作原理，分析该传感器大范围高精度跟踪的可行性，还要设计光电转换电路。选取控制芯片，分析系统的硬件需求，设计。

3、高度角和太阳方位角确定。太阳高度角又称为太阳高度或太阳俯仰角，是指太阳光线与地表水平面之间的夹角，可由下式计算得出式中各角度单位板不再转动。否则重复执行此三部操作。从而实现早上阳光刚出来时太阳能电池板方向的自动调整。五象限光电传感器基本原理在半径为的大圆内有个半径为的小圆，将大圆与小圆之间的圆环分成四个象限。每象限的分界线与轴均成度，小圆为第像限，图五象限光电转换器原理在上述象限中为跟踪定位测向象限，象限为主测象限。将片面积性能参数相同的光电池安装在所设计的个象限内，当阳光照射到片光电池上时必然产生光电流，光电流强度与光强成正比。为了测量准确，在光电池前放置可调光学镜筒，将个凸透镜放在镜筒前，透镜安放在镜筒的最外沿，如图所示。当光线经过透镜照到镜筒底。

4、积近万平方米，数量居世界首位。在年和年的太阳能光电总容量将分别达到万千瓦和万千瓦。在联网阳光电站建设方面，计划年前建成座级阳光电站。由国家投资万元修建的西藏第三座太阳能电站安多光伏电站，总装机容量千瓦，于年月建成发电。这也是世界海拔最高中国装机容量最大的太阳能电站。总之，大力发展太阳能利用技术，使节约能源和保护环境的重要途径。另外，据对世界次能源替代趋势的研究结果表明，到年后，核能将占第位，太阳能占第二位，世纪末，太阳能将取代核能占第位，多以很多国家对太阳能的利用加强了重视。太阳能也必然会成为利用最广泛的能源。太阳追踪系统的国内外研究现状在太阳能跟踪方面，我国在年研制了单轴太阳跟踪器，完成了东西方向的自动跟踪，而南北方向则通过手动调节，接收器的接收效率提高了。年美国加州成功的研究了两轴跟。

5、转动的角度和方向变化。在日落后，跟踪装置停止跟踪，按照原有跟踪路线返回到基准零点。参考目前世界通用的算法，涉及到赤纬角和时角的大致有二种算法算法，采用中国国家气象局气象辐射观测方法算法，采用世界气象组织气象和观测方法。由此可以看出，该种跟踪方案不论采取何种算法，算法过程都十分复杂，计算量的增大会增加控制系统的成本。而且这种跟踪装置为开环系统，无角度反馈值做比较，因而为了达到高精度跟踪的要求，不仅对机械结构的加工水平有较严格的要求，而且与仪器的安装是否正确关系极为密切。工程生产中必须要求机械结构加工精度足够高。初始化安装时，仪器的中心南北线与观测点的地理南北线要求重合。同时，还要通过仪器底部的水平准直仪将底面调节到与地面保持水平，使仪器的高度角零点处于地面水平面内。太阳在天球上的位置可由太。

6、，通常镜筒长度，以取为宜。系统的位置精度，基本决定于传感器的精度，因此能够比较容易实现跟踪装置具有较高的精确度，光电池只要能捕捉到透镜聚焦的光斑就可以跟踪太阳，且结构设计较为简单。但当长时间出现云遮后或早晨太阳刚升起时，太阳光线与透镜光轴的夹角超过定的角度范围，由于镜筒结构的限制，透镜聚焦的光斑无法被光电池捕捉到这时跟踪装置便无法跟踪太阳，甚至引起执行机构的误动作。因而该种跟踪装置只能在定的角度范围内实现高精度跟踪，其跟踪范围跟镜筒结构有关。太阳敏感器太阳敏感器的基本分类通常，太阳敏感器可分为类模拟式太阳敏感器。它产生的输出信号是星体相对太阳矢量方位太阳角的连续函数太阳出现敏感器式太阳敏感器。它以数字信号或表示太阳是否位于敏感器的视场内数字式太阳敏感器。它能提供离散的编码输出信号，其输出。

7、制系统。设计控制方案，步进电动机以及驱动电路。太阳能自动跟踪系统总体设计太阳运行的规律由于地球的自转和地球绕太阳的公转导致了太阳位置相对于地面静止物体的运动。这种变化是周期性和可以预测的。地球极轴和黄道天球极轴存在的个度的夹角，引起了太阳赤纬角在年中的变化。冬至时这个角为度分，然后逐渐增大，到春分时变为并继续增大，夏至时赤纬角最大为度分，并开始减小到秋分时赤纬角又变为，并继续减小，直到冬至，另个变化周期开始。跟踪方案的比较选择目前国内外采用的跟踪太阳的方法有很多，但不外乎三种方式视日运动轨迹跟踪光电跟踪视日运动轨迹跟踪和光电跟踪相结合。下面就这三种跟踪方案做个简要的介绍和比较。视日运动轨迹跟踪不论是采用极轴坐标系统还是地平坐标系统，太阳运行的位置变化都是可以预测的，通过数学上对太阳轨迹的。

8、果产生误差，因此，数字式太阳敏感器得到了很大的发展。并且，数字式太阳敏感器能够满足越来越高的重量轻功耗低精度高模块化等要求。数字式太阳敏感器是通过计算太阳光线在探测器上相对中心的位置的偏差来计算太阳光的角度的敏感器，主要有和两种，其中太阳敏感器包括线列数字式太阳敏感器和面阵式太阳敏感器，而数字式太阳敏感器则以面阵为主。目前应用的数字式太阳敏感器产品较多。数字式的太阳敏感器的视场般在左右，其精度能够达到。其原理多是采用太阳光通过狭缝照射在探测器上，通过计算太阳成像偏离中心的位置来计算太阳光的夹角。其工作波段多采用的可见光波段。虽然数字式太阳敏感器的视场很大，但真正用到的只是其中的小段，在实际工作中它只对靠近光轴的主要区域重点探测，远离光轴的两侧只在较少时候进行探测另外，为了避免被太阳能电池。

9、测可完成对日跟踪。太阳跟踪装置采用地平坐标系较为直观方便，操作性强，但也存在轨迹坐标计算没有具体公式可用的问题。而在赤道坐标系中赤纬角和时角在日地相对运动中任何时刻的具体值却严格已知，同时赤道坐标系和地平坐标系都与地球运动密切相关，于是通过天文三角形之间的关系式可以得到太阳和观测者位置之间的关系。根据太阳轨迹算法的分析，太阳轨迹位置由观测点的地理位置和标准时间来确定。在应用中，全球定位系统可为系统提供精度很高的地理经纬度和当地时间，控制系统则根据提供的地理时间参数来确定即时的太阳位置，以保证系统的准确定位和跟踪的高准确性和高可靠性。在设定跟踪地点和基准零点后，控制系统会按照太阳的地平坐标公式自动运算太阳的高度角和方位角。然后控制系统根据太阳轨迹每分钟的角度变化发送驱动信号，实现跟踪装置两。

10、帆板反射的太阳光等都容易对这种敏感器形成干扰。因此，敏感器的滤波器能够滤掉偶尔出现的电脉冲。模拟式太阳敏感器模拟式太阳敏感器又称为余弦检测器，常使用光电池作为其传感器件，它的输出信号强度与太阳光的入射角度有关，其关系式为其中，太阳光束与光电池法线方向的夹角。光电池的短路电流模拟式太阳敏感器几乎全部都是全天球工作的，其视场般在左右，精度在左右，它判断出现太阳信号的阈值以不高于太阳信号的般为为门限。如图所示。这样的精度对于通信卫星还可以，但对于对地观测的卫星来说，精度太低，因此，目前的通信卫星主要依赖这种模拟式的太阳敏感器。数字式太阳敏感器模拟式太阳敏感器的实现原理简单，但是其精度却难以满足卫星姿态控制系统日益提高的要求，并且，模拟式太阳敏感器容易受到地球反射光等其它光源的干扰使对姿态测量的。

11、板等反射的太阳光干扰，太阳敏感器对偶然出现的较强信号也会将其滤除最后，数字式太阳敏感器般在的前面要加滤光片，用来衰减太阳光强，使其不至于工作在饱和状态。光电传感器的确定通过我们对上述种传感器的比较，我们最终选择了序号传感器，即高精度光敏传感器理由如下从控制系统的角度来说，光电探测器，典型光敏电阻传感器，日晷式太阳传感器无法精确测量出太阳的具体的方位角以及高度角，对实现对步进电机的精密控制造成了定的困难。相对而言，高精度光敏传感器，五象限光电传感器，太阳敏感器可以实现此功能。就精度的方面要求而言，高精度光敏传感器，太阳敏感器测得太阳位置角的精度相对于五象限光电传感器更高。价格方面，由于使用环境以及使用领域般为航天领域，故太阳敏感器在价格上远远高于高精度光敏传感器，对于普通民用设备而言，代价。

12、是被测太阳角的函数。该敏感器的特点是视场大精度高寿命和可靠性有很强的优势，己广泛应用于各种型号的航天器上。太阳敏感器按照其工作的方式可以分成式模拟式和数字式几种。式太阳敏感器式太阳敏感器又称太阳发现探测器，即只要有太阳就能产生输出信号，可以用来保护仪器，使航天器或实验仪器定位。它的结构也比较简单，敏感器上面开个狭缝，底面贴光电池，当卫星搜索太阳时，旦太阳进入该探测器视场内，则光电池就产生个阶跃响应，说明发现了太阳。持续的阶跃信号指示太阳位于敏感器视场内。般来说，卫星的粗定姿是由式的太阳敏感器来完成的，主要用来捕获太阳，判断太阳是否出现在视场中。式的太阳敏感器要能够全天球覆盖，且所有敏感器同时工作。这种敏感器虽然实现起来比较简单，但是比较容易受到外来光源的干扰。例如，此球反射的太阳光信号太。

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