太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目 錄摘要 . 1關(guān)鍵詞 . 1abstract . 1key words . 1引言 . 21 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 . 31.1 太陽(yáng)運(yùn)行的規(guī)律 . 31.2 跟蹤器機(jī)械執(zhí)行部分比較選擇 . 31.3 本課題的機(jī)械設(shè)計(jì)方案 . 51.4 跟蹤方案的比較選擇 . 61.5 本設(shè)計(jì)的跟蹤方案 . 82.1 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方案 . 82.2 齒輪的選擇 . 82.3 底座的設(shè)計(jì) . 102.4 中心軸的選擇 . 112.5 軸承的選擇 . 112.6 抗風(fēng)性分析 . 123 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 133.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) . 133.2 光電轉(zhuǎn)換器 .

2、143.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) . 143.4 單片機(jī)及其外圍電路 . 163.5 系統(tǒng)的流程圖 . 194 系統(tǒng)軟件流程及調(diào)試 . 204.1 主控制模塊的軟件設(shè)計(jì) . 204.2 光電跟蹤模塊程序設(shè)計(jì) . 214.3 視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤模塊程序設(shè)計(jì) . 224.4 實(shí)驗(yàn)觀察數(shù)據(jù)分析 . 235 結(jié)論 . 24參考文獻(xiàn) . 26致謝 . 27 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生 韋忠爽指導(dǎo)老師 侯建華摘要：目前，太陽(yáng)能利用裝置的放置位置大多是固定不變的，而一天當(dāng)中太陽(yáng)與太陽(yáng)能利用裝置的相對(duì)位置是時(shí)刻變化的，這也就無(wú)法保證太陽(yáng)能利用裝置時(shí)刻受到陽(yáng)光直射，從而使太陽(yáng)光能的

3、利用率大大降低。為了提高太陽(yáng)能的利用率，設(shè)計(jì)一種循日追光系統(tǒng)，使太陽(yáng)能利用裝置最大限度的利用太陽(yáng)光能。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；循日追光；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；單片機(jī) the design of automatic tracking systemstudent majoring in mechanical and electrical engineering li yantutor hou jianhuaabstract： at present, the solar energy utilization device placed most of the position is fixed ,but the su

4、n and solar energy utilization of the relative position of the device is ever-changing in the day , this is to guarantee the solar energy utilization device moment is direct sunshine , so that the sun light energy utilization greatly reduced . in order to improve the utilization rate of solar energy

5、, design a system of solar tracking, to make solar energy utilization device maximum use of the sun light energy .the solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed. the mechanical part design is to realize the sun tracking through the joint work of stepper motor1a

6、nd stepper motor 2; the control part design is the automatic control system based on single chip, using photoelectric detection tracking mode, with the mechanical device to make the system more stable, improve the system tracking accuracy. key words: solar energy；solar tracking；stepper motor；scm 1菏澤

7、學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）引言隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，自然資源被人為的任意開(kāi)發(fā)和利用，面臨枯竭的境地，人類的生活環(huán)境在大量自然資源使用過(guò)程中面臨巨大的威脅，由于人類對(duì)自然資源的需求越來(lái)越高，因此，尋找可替代的新能源成為當(dāng)務(wù)之急。太陽(yáng)能是一種干凈環(huán)保而且取之不盡用之不竭的可再生新能源，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的這種趨勢(shì)，太陽(yáng)能在人類生活中起到越來(lái)越重要的作用。于是，合理開(kāi)發(fā)并提高太陽(yáng)能的利用率具有非常重要的意義。眾所周知，太陽(yáng)在一天中的位置由東向西發(fā)生著變化，而目前太陽(yáng)能利用裝置的擺放位置大多是固定不變的，這也就無(wú)法使太陽(yáng)能利用裝置時(shí)刻正對(duì)著太陽(yáng)，太陽(yáng)光也就無(wú)法時(shí)刻直射到其上面。因此，自動(dòng)追光系統(tǒng)以

8、at89c51單片機(jī)為基礎(chǔ)，工作可靠穩(wěn)定，能夠精確追蹤太陽(yáng)，使太陽(yáng)光在一天當(dāng)中始終直射到太陽(yáng)利用裝置上，最大限度的提高太陽(yáng)能利用率。此裝置利用廣泛，可在太陽(yáng)能發(fā)電站、太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能熱水器等方面使用。 2 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案1.1 太陽(yáng)運(yùn)行的規(guī)律太陽(yáng)在一天中的位置變化是周期性的，是可以被預(yù)測(cè)的。因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，使太陽(yáng)相對(duì)于地面物體是運(yùn)動(dòng)的。因?yàn)榈厍驑O軸與黃道天球極軸存在27度夾角，使得太陽(yáng)的赤尾角在一年當(dāng)中發(fā)生變化。夏至?xí)r赤緯角最大為23度27分，并開(kāi)始減小；到秋分時(shí)赤緯角又變?yōu)?，并繼續(xù)減小；冬至?xí)r這個(gè)角為23度27分，然

9、后逐漸增大，到春分時(shí)變?yōu)?并繼續(xù)增大，直到夏至，另一個(gè)變化周期開(kāi)始。1.2 跟蹤器機(jī)械執(zhí)行部分比較選擇分析考慮成本、跟蹤器機(jī)械執(zhí)行部分等各方面問(wèn)題，有以下幾種跟蹤器。(一) 陀螺儀式跟蹤器 1-馬達(dá) 2-馬達(dá) -傳動(dòng)箱 -傳動(dòng)箱 a-接收器 b-環(huán)形支架 c-支架圖1-1 陀螺儀式跟蹤器跟蹤器所具有的結(jié)構(gòu):傳動(dòng)箱安裝在支架上,并將其固定；馬達(dá)1安裝在傳動(dòng)箱上，傳動(dòng)箱的內(nèi)部是由蝸桿、蝸輪組成的運(yùn)動(dòng)副，馬達(dá)1輸出軸連接蝸桿，環(huán)形支架安裝在支架上面(環(huán)形支架相對(duì)于支架可以轉(zhuǎn)動(dòng))，傳動(dòng)箱的輸出軸連接環(huán)形支架，傳動(dòng)箱固定安裝在環(huán)形支架上，馬達(dá)2安裝在傳動(dòng)箱上，傳動(dòng)箱內(nèi)也是由蝸桿、蝸輪組成的運(yùn)動(dòng)副。馬達(dá)2

10、的輸出軸連接蝸桿，接收器安裝在環(huán)形支架上面(接收器相對(duì)于環(huán)形支架可以轉(zhuǎn)動(dòng))，傳動(dòng)箱的輸出軸連接接收器1。跟蹤器朝向安裝有很多種選擇，根據(jù)圖中所示的安裝，跟蹤器執(zhí)行的原則如下：當(dāng)太陽(yáng)的光線偏離發(fā)生時(shí)，所述控制部分會(huì)發(fā)出的信號(hào)，此信號(hào)會(huì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2帶動(dòng)傳動(dòng)箱中的蝸輪蝸桿旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)接收器輸出相對(duì)于支撐環(huán)旋轉(zhuǎn)，跟蹤太陽(yáng)從東到西的運(yùn)動(dòng)，在同一時(shí)間，控制部分發(fā)出的信號(hào)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1帶動(dòng)傳動(dòng)箱中的蝸桿和蝸輪的旋轉(zhuǎn)，第二次輸出帶動(dòng)環(huán)支撐架和接收器旋轉(zhuǎn)，跟蹤太陽(yáng)北部和南部方向的運(yùn)動(dòng)，從而最終實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的太陽(yáng)跟蹤。系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：跟蹤機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。追蹤在兩個(gè)方向上，使用蝸桿和蝸輪副傳動(dòng)，傳3菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）動(dòng)

11、比大，結(jié)構(gòu)緊湊，可以使用小功率電動(dòng)機(jī)，且同一時(shí)間，使用小功率電動(dòng)機(jī)，不僅降低能源成本和制造成本，而且提供足夠的電力;蝸桿蝸輪對(duì)自鎖性能好，可防風(fēng)防雨。結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)空間是很大的。傳動(dòng)裝置安裝在傳動(dòng)箱，受到了良好的保護(hù)，提高了設(shè)備的使用壽命。(二) 齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)式跟蹤器 1-馬達(dá) 2-馬達(dá) -小齒輪 -小齒輪 a-接收器 a-主軸 b1-齒圈 b2-齒圈 d-轉(zhuǎn)動(dòng)架圖1-2 齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤器該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)：馬達(dá)1的輸出軸與小齒輪連接并將馬達(dá)1固定在支架上，小齒輪與齒圈b1相嚙合且齒圈b1連接到安裝在支架上的主軸，而馬達(dá)2安裝在主軸前部的一塊板上，馬達(dá)2的輸出軸連接小齒輪，小齒輪與連接著轉(zhuǎn)動(dòng)架的齒圈b2嚙合

12、，且轉(zhuǎn)動(dòng)架安裝在主軸上2。機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤的原理：當(dāng)太陽(yáng)光線偏離發(fā)生時(shí)，控制部分所發(fā)出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1，進(jìn)而帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪會(huì)帶動(dòng)齒圈b1和主軸a轉(zhuǎn)動(dòng)；在同一時(shí)間，控制信號(hào)會(huì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而小齒輪帶動(dòng)齒圈b2和轉(zhuǎn)動(dòng)架d轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)馬達(dá)1、馬達(dá)2的共同努力實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)方位角和高度角的跟蹤。系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：該跟蹤機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。在兩個(gè)方向的跟蹤，都利用齒輪副傳遞動(dòng)力，在同一時(shí)間，使用功率較小的馬達(dá)，不僅傳遞足夠大的動(dòng)力，而且降低了其能源成本和制造成本；盡管使用了半個(gè)齒圈，然而能在緊湊的結(jié)構(gòu)下獲得了較大的傳動(dòng)比。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)空間是很大的。(三) 立柱轉(zhuǎn)動(dòng)式跟蹤器該跟蹤器

13、所具有的結(jié)構(gòu)：將在底座上固定好的大齒輪與小齒輪嚙合，且小齒輪與馬達(dá)1的輸出軸連接，主軸與它的支撐軸承分別安裝在底座的上面。在轉(zhuǎn)動(dòng)架上將馬達(dá)1固定好，在主軸上將轉(zhuǎn)動(dòng)架與支架都固定好，將接收器、馬達(dá)2相繼安裝在支架的上面，馬達(dá)2的輸出軸與接收器相互連接 3。跟蹤器所實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)追循原理：當(dāng)太陽(yáng)的光線發(fā)生偏離時(shí)，控制部分將控制信號(hào)發(fā)出，來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1帶動(dòng)小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)榇簖X輪是固定的，那么小齒輪不僅自轉(zhuǎn)，而4 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)且繞大齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)架的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)將固定在轉(zhuǎn)動(dòng)架上的主軸、支架與接收器也發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)；在同一時(shí)間，通過(guò)控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2，并且?guī)?dòng)接收器轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)馬達(dá)1和馬達(dá)2的

14、共同努力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)方位角和高度角的跟蹤。 圖1-3 立柱轉(zhuǎn)動(dòng)式跟蹤器 1-馬達(dá) 2-馬達(dá) a-接收器 a-主軸 c-支架 d-轉(zhuǎn)動(dòng)架 e1-大齒輪 e2-小齒輪 f-底座系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：該跟蹤機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。對(duì)于方位角的跟蹤，利用齒輪副傳遞動(dòng)力，在同一時(shí)間，使用功率較小的馬達(dá)，不僅傳遞足夠大的動(dòng)力，而且降低了其能源成本和制造成本。它的結(jié)構(gòu)緊湊，剛度較高,傳動(dòng)裝置安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)架下，受到了良好的保護(hù)，有利于提高它的壽命。1.3 本課題的機(jī)械設(shè)計(jì)方案圖1-4為機(jī)械設(shè)計(jì)方案，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)：在支架上馬達(dá)1固定好，馬達(dá)1的輸出軸與小齒輪1連接，小齒輪1與大齒輪嚙合。把齒輪連接到主軸上，將主軸固定安裝在支架

15、上，在主軸前端的板上將馬達(dá)2安裝，馬達(dá)2的輸出軸與小齒輪2相嚙合，小齒輪2與齒圈是嚙合的，齒圈連接著太陽(yáng)能板，在主軸上將旋轉(zhuǎn)框架安裝。 圖1-4 本課題的機(jī)械設(shè)計(jì)方案5菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）機(jī)構(gòu)所要實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)跟蹤的原理為：若太陽(yáng)光線的位置發(fā)生偏離時(shí),控制信號(hào)將會(huì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1并且?guī)?dòng)小齒輪1進(jìn)行工作，進(jìn)而小齒輪帶動(dòng)大齒輪和主軸工作；在同一時(shí)間,控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2帶動(dòng)小齒輪2工作。小齒輪2帶動(dòng)齒圈和太陽(yáng)能板工作，通過(guò)馬達(dá)1和馬達(dá)2的共同努力完成對(duì)太陽(yáng)的方位角和高度角跟蹤。 1.4 跟蹤方案的比較選擇目前采用跟蹤太陽(yáng)的方法有很多：(1)視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤；(2)光電跟蹤紹一下這兩種跟蹤方案。 (一

16、) 光電跟蹤采用一級(jí)傳感器跟蹤方式是傳統(tǒng)的光電跟蹤，這種跟蹤系統(tǒng)由控制組件、跟蹤頭、和位置檢測(cè)器組成54。簡(jiǎn)單介。1-5中所示的跟蹤系統(tǒng)的框圖。位置檢測(cè)器主要由經(jīng)過(guò)選定的光敏傳感器組成?？刂撇糠种饕墙邮軄?lái)自位置檢測(cè)到的微弱信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)放大后送到跟蹤頭，其實(shí)跟蹤頭為跟蹤裝置的執(zhí)行元件?？刂平M件 跟蹤頭圖1-5 跟蹤系統(tǒng)框圖象限光電轉(zhuǎn)換原理如下圖所示，接下來(lái)對(duì)五象限法太陽(yáng)跟蹤儀做一簡(jiǎn)單介紹。在半徑為r /2的小圓外面包圍一個(gè)半徑為r的大圓，將兩圓之間的圓環(huán)分為四個(gè)象限。每個(gè)象限邊界線和x軸均成為45度，小圓為第v像限6。 圖1-6 五象限光電轉(zhuǎn)換器原理6 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在上述5個(gè)象限

17、中為跟蹤定位測(cè)向象限，v象限為主測(cè)象限。將5枚性能、面積、參數(shù)相同的光電池安裝在所設(shè)計(jì)的5個(gè)象限內(nèi)時(shí)，一旦陽(yáng)光照射到5枚光電池上時(shí)會(huì)產(chǎn)生光電流，這時(shí)的光電流的強(qiáng)度與光強(qiáng)度成正比例關(guān)系。為了精確測(cè)量，在光電池前面放置可調(diào)節(jié)的光學(xué)鏡筒，把凸透鏡放在鏡筒前，透鏡安裝在鏡筒的外側(cè)邊緣，如圖1-7中示出。當(dāng)光線穿過(guò)透鏡照到鏡筒底部的5枚光電池時(shí)，調(diào)整筒的長(zhǎng)度，使光斑完全覆蓋5枚光電池。當(dāng)太陽(yáng)光與光軸形成某一角度時(shí)，光線經(jīng)過(guò)透鏡照射到5枚光電池時(shí),所形成的光斑將會(huì)發(fā)生偏移，在這樣條件下,光斑不能完全覆蓋在光電池上，所以生成的光電流不全相同。將經(jīng)過(guò)一系列處理的光電流差輸送給跟蹤頭，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)開(kāi)始動(dòng)作,來(lái)調(diào)

18、節(jié)所述跟蹤的裝置,直到光電池輸出的光電流相同，這個(gè)時(shí)候的太陽(yáng)光線平行于透鏡光軸，而驅(qū)動(dòng)電機(jī)沒(méi)有發(fā)生動(dòng)作。安全、可靠是測(cè)量跟蹤裝置的必要問(wèn)題，該設(shè)備采用v象限的主測(cè)光電池的方法進(jìn)行光強(qiáng)度的測(cè)量和判斷，使設(shè)備在晚間停止工作。將電壓v1和外來(lái)控制的電壓v2進(jìn)行對(duì)比，可選擇適當(dāng)?shù)膙1控制測(cè)量所需跟蹤設(shè)備的工作現(xiàn)狀，在夜間,當(dāng)v2<v1，該設(shè)備停止工作；當(dāng)太陽(yáng)光出現(xiàn)時(shí)v1>v2，設(shè)備開(kāi)始正常工作。 從理論上講，筒越長(zhǎng)，光電池靈敏度的系數(shù)就越高，但是筒長(zhǎng)度與透鏡之間的參數(shù)也有存在關(guān)系，不可能沒(méi)有限制增長(zhǎng)。通常，它是取10 - 30厘米最佳。傳感器精度的高低決定了系統(tǒng)的位置的精度，所以很容易實(shí)現(xiàn)

19、高精度的跟蹤裝置。但是,當(dāng)云覆蓋很長(zhǎng)一段時(shí)間,或當(dāng)太陽(yáng)剛升起的清晨,太陽(yáng)光線與透鏡光軸之間角度超過(guò)一定的夾角范圍，由于鏡筒結(jié)構(gòu)的限制，透鏡聚焦的光點(diǎn)不能被光電池捕捉到,這時(shí)跟蹤裝置便無(wú)法跟蹤太陽(yáng)，甚至引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)的錯(cuò)誤動(dòng)作。所以該跟蹤裝置只能在一定的角度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度的跟蹤，其跟蹤范圍與鏡筒的結(jié)構(gòu)有關(guān)。(二) 視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤太陽(yáng)跟蹤裝置采用地平坐標(biāo)系統(tǒng)是相對(duì)直觀,方便可行的，而且操作性強(qiáng)，但對(duì)一個(gè)軌跡的坐標(biāo)計(jì)算是沒(méi)有具體的計(jì)算公式的問(wèn)題。而且在一天中的任何時(shí)刻,赤道坐標(biāo)系中赤緯角和時(shí)角在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中具體角度卻是嚴(yán)格已知，在同一時(shí)間,赤道坐標(biāo)系和水平坐標(biāo)系統(tǒng)是密切相的與地球運(yùn)動(dòng)相關(guān)，然后通過(guò)天

20、文三角形之間的關(guān)系式可以得到太陽(yáng)和觀察者的位置之間的關(guān)系。7菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）根據(jù)太陽(yáng)的軌跡算法分析，太陽(yáng)軌跡位置,是由觀測(cè)點(diǎn)的位置和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間來(lái)確定的。在全球定位系統(tǒng)（gps）的應(yīng)用中，可以為系統(tǒng)提供高精度的地理經(jīng)度和緯度,以及本地時(shí)間，控制系統(tǒng)則根據(jù)提供的地域和時(shí)間參數(shù)來(lái)確定即時(shí)的太陽(yáng)位置，確保準(zhǔn)確的定位和跟蹤系統(tǒng)高精度及高靠性。在設(shè)置跟蹤地點(diǎn)和基準(zhǔn)零點(diǎn)后，控制系統(tǒng)可以自動(dòng)操作根據(jù)水平坐標(biāo)公式的太陽(yáng)能高度角和方位角的太陽(yáng)。然后控制系統(tǒng)根據(jù)太陽(yáng)的軌跡角每分鐘改變驅(qū)動(dòng)信號(hào),實(shí)現(xiàn)跟蹤裝置二維旋轉(zhuǎn)角度和方向的變化。日落之后,停止跟蹤,跟蹤設(shè)備根據(jù)原來(lái)的軌道路線回到基準(zhǔn)零點(diǎn)。因此，可以看出，

21、跟蹤的解決方案，無(wú)論是什么算法，這種算法的過(guò)程是非常復(fù)雜的，隨著計(jì)算量的增大會(huì)增加系統(tǒng)成本。跟蹤開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，無(wú)角度反饋值，所以為了實(shí)現(xiàn)高精度跟蹤的要求，不僅對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的加工水平有較嚴(yán)格的要求，而且與儀器的安裝是否正確有密切的關(guān)系。必須要求在工程機(jī)械結(jié)構(gòu)的加工精度中有足夠高的生產(chǎn)。初始化安裝時(shí)，儀器的中心南北線與觀測(cè)點(diǎn)的地理南北線要求重合。并且,用儀器底部的水平準(zhǔn)直儀將底面與地面保持水平,使儀器的高度角處在地面的水平面本設(shè)計(jì)的跟蹤方案光敏電阻光強(qiáng)比較法。光敏電阻被選為本設(shè)計(jì)的光敏器件。光敏電阻的特點(diǎn)是它的阻值隨著光照強(qiáng)的大小發(fā)生變化，利用這種特點(diǎn)，把兩個(gè)完全相同的光敏電阻分別放置于一塊電池板東西方

22、向的底部邊緣。如果太陽(yáng)光線垂直照射太陽(yáng)能電池板時(shí)，那么兩個(gè)光敏電阻接收到的光照是同樣的，因此它們的阻值是相同的，此時(shí)電機(jī)是不轉(zhuǎn)動(dòng)的。但是太陽(yáng)光的方向和電池板垂直的方向有一定夾角時(shí)，則接收光比較多的光敏電阻的阻值減少，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，一直到光敏電阻產(chǎn)生相同的光照強(qiáng)度，這種形式稱為光敏電阻的光強(qiáng)比較法。 2 機(jī)械設(shè)計(jì)部分2.1 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)方案采用1.3所述方法對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，并對(duì)齒輪、底座、軸承、中心軸、軸承等重要部件的材料選擇，尺寸計(jì)算進(jìn)行分析校核，對(duì)機(jī)械部分的抗風(fēng)性進(jìn)行系統(tǒng)分析。2.2 齒輪的選擇(一) 材料的選擇選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)7。太陽(yáng)能自動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置

23、為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（gb 1009588）。小齒輪的材料選用40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280hbs，大齒輪的材料選用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs。(二) 尺寸計(jì)算初選模數(shù)m=4mm,中心距a=260，轉(zhuǎn)動(dòng)比i=4。8 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般齒輪齒數(shù)z1=25，分度圓螺旋角b=8到15度 。初選齒輪齒數(shù)z1=25，分度圓螺旋角b=10度，則齒輪齒數(shù)z2=iz1=425=100。 分度圓直徑：1小齒輪直徑 d1=cosb=cos10=101.54 ， 取d1=100mm。mz425大齒輪直徑 d2=mz24100=406 ，取d2=405mm。 （2-1） bcos

24、cos10取齒寬系數(shù)j=1.2b=jd=1.2100=120則取大齒輪寬度b2=120,小齒輪寬度b1=125。齒頂高h(yuǎn)a1=ham=14=4ha2=(ha- ha)m=3.7齒根高h(yuǎn)f=(ha+c)m=(1+0.25)4=5 齒高h(yuǎn)1=ha1+hf=9h2=ha2+hf=8.7 三) 校核計(jì)算查文獻(xiàn)8表12.9得使用系數(shù)ka1.35。查文獻(xiàn)8 圖12.9得動(dòng)載系數(shù)kv=1.1。 查文獻(xiàn)8表12.10得齒間載荷分配系數(shù)kha 。 ft=2t1/d1=22104=400nkaft/b=1035400/120=405n/mm =1.88-3.2(1/z1+1/z2)cos=1.88-3.2(1/2

25、5+1/100)cos10 =1.72zz=kh=1/z2=1.32 式中ft-圓周力；e-端面重合度；ze-重合度系數(shù)。載荷系數(shù)kk=kakvkhkh (2-6)=1.351.11.321.45=2.84查文獻(xiàn)8表12.12得彈性系數(shù)189.8。92-2）2-3） 2-4） (2-5)（(菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）查文獻(xiàn)8圖12.16得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)2.5 。查文獻(xiàn)8表12.14得接觸最小安全系數(shù)為1.25?？偣ぷ鲿r(shí)間th=103602=7200h。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)nl107nl109nl1=60rinithi(i=1ntim)tmax=60rn1th(i=1nti8.87thi)tmaxth

26、（2-7） =60110007200(18.780.2+0.58.780.5+0.28.780.3)=8.685107原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確。7 nl2=nl1/i=2.1712510 (2-8)接觸壽命系數(shù)zn:查文獻(xiàn)8圖12.18得zn1 =1.2 ，zn2 =1.3 。 許用接觸應(yīng)力sh sh1=sh2= shlim1zn1shmin=7101.2=681mp1.255801.25=604mp1.2shlim2zn2shmin= (2-9)驗(yàn)算許用接觸應(yīng)力shsh=zezhze=189.82.50.87=141mpa1.5sss=kns-1ba(2-20)軸強(qiáng)度滿足要求。3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

27、3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 圖3-1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)此系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)、光電轉(zhuǎn)換器、89c51系列單片機(jī)以及相應(yīng)的外圍電路等組成。太陽(yáng)能電池板有兩個(gè)自由度?？刂茩C(jī)構(gòu)將分別調(diào)整水平方向與垂直方向。單片機(jī)上電復(fù)位后，將使垂直方向處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，單片機(jī)會(huì)判斷采樣進(jìn)來(lái)的電壓信號(hào)，即兩種可能電13菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）壓有增大和減小，如電壓是增大，則讓電池板繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，一旦電壓是減小，單片機(jī)會(huì)立即發(fā)出信號(hào)，讓電機(jī)反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)跟蹤太陽(yáng)板。3.2 光電轉(zhuǎn)換器 vcclm124r1 r2 a u2ab u3a vcc圖3-2 光電轉(zhuǎn)換電路光電轉(zhuǎn)換裝置接收太陽(yáng)光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，根據(jù)所采集到的信號(hào)，由單片機(jī)分析得最

28、終控制的步進(jìn)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)向來(lái)達(dá)到太陽(yáng)能電池面板,結(jié)果始終是垂直于入射光線，從而達(dá)到利用太陽(yáng)能的最高效率。選為光敏電阻為光電轉(zhuǎn)換電路在下面的圖片中是其中的一組，另一組是相同的電路。當(dāng)太陽(yáng)的光線正對(duì)太陽(yáng)能板的時(shí)候，光敏電阻r1、r2都是高電阻，且 a、b兩點(diǎn)電壓是相等的。四運(yùn)放lm124的輸出的電壓也是相同的，單片機(jī)收到的信號(hào)差值為零，所以單片機(jī)不能控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。如果陽(yáng)光傾斜，使rl被陽(yáng)光射中呈低電阻狀態(tài)，則a點(diǎn)電位比b點(diǎn)的點(diǎn)電位高。運(yùn)算放大器u2a的角色是一個(gè)電壓跟隨器，有緩沖、隔離、提高負(fù)載能力的作用，保持穩(wěn)定的采樣信號(hào)。u3a是減法器，a與b的電壓差值為其輸出。因?yàn)樵赼和b之間的電壓差可以

29、是正的或負(fù)的，而單片機(jī)的輸入電壓值不能為負(fù)值，所以u(píng)3a正的輸入端接了個(gè)偏置電壓電路，使u3a的輸出值始終是正值。3.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(一) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)介紹步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的開(kāi)環(huán)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào), 它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。因此非常適合單片機(jī)控制，推動(dòng)了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊的前景。(二) 步進(jìn)電機(jī)的選擇（1） 步進(jìn)電機(jī)選擇估計(jì)步進(jìn)電機(jī)1所需要的最大靜力矩不大于200n，故選用57bygh1001混合式步進(jìn)電機(jī)。14太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)表3-1 57bygh1001混合式步進(jìn)電機(jī)（2）步進(jìn)電機(jī)2選擇估計(jì)步進(jìn)

30、電機(jī)2所需要的最大推力不大于2000n，故選用8700系列螺桿軸混合式步進(jìn)電機(jī)。技術(shù)參數(shù)如下：1)線圈雙極性，2)最大推力2270n，3）位移分辨率0.127mm，4）工作電壓5v，5）相電流3.12amps，6）相電阻1.6，7）相電感8.8 mh，9）功耗31.2w,10)最高溫度130c，11）重量2.3kg，12）絕緣電阻20。 圖3-3 步進(jìn)電示意圖（3）mt-2hb03m驅(qū)動(dòng)器特點(diǎn)：雙極驅(qū)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)器工作電壓12-40 v； 驅(qū)動(dòng)電流0.8-3.5 a；用戶可根據(jù)需要采用共陽(yáng)極接法、共陰極接法或差分輸入接法。共陽(yáng)極接法：分別將cp+，u/d+，free+連接到控制系統(tǒng)的電源上，如果此

31、電源是+5v 則可直接接入，如果此電源大于+5v，則須外部另加限流電阻r，保證給驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部光藕提供8-15ma 的驅(qū)動(dòng)電流。輸入信號(hào)通過(guò)cp-加入。此時(shí)，u/d-，free-在低電平時(shí)起作用。共陰極接法：分別將cp-，u/d-，free-連接到控制系統(tǒng)的地端（sgnd，與電源地隔離），+5v 的輸入信號(hào)通過(guò)cp+加入。此時(shí)，u/d+，free+在高電平時(shí)起作用。限流電阻r 的要求與共陽(yáng)極接法相同。差分輸入接法：分別將cp-，u/d-，free-接差分信號(hào)的負(fù)端、cp+，u/d+，free+接差分信號(hào)的正端。其結(jié)構(gòu)如圖3-5所示：15菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖3-5 mt-2hb03m驅(qū)動(dòng)

32、器3.4 單片機(jī)及其外圍電路(一) at89c51單片機(jī)at89c5l是一種低功耗、高性能的8位單片機(jī)，且片內(nèi)帶有4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存貯器，它采用atmel高密度非易失性存存儲(chǔ)器技術(shù)，而且與mcs-51的指令集和輸出管腳相兼容11。atmel的at89c5l是一種高效微控制器，而且它具有功能強(qiáng)、靈活性高且價(jià)格合理的特點(diǎn)，被很多嵌入式控制系統(tǒng)應(yīng)用。它具有如下的主要特征:4k字節(jié)可編程序閃爍存貯器(可擦寫(xiě)1000次)；全靜態(tài)工作頻率:24mhz；三級(jí)程序存貯器鎖定；128字節(jié)內(nèi)部rma；32可編程i/o線；兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；6個(gè)中斷源；可編程全雙工串行通道；片內(nèi)時(shí)鐘震蕩器12 。

33、at89c5l的結(jié)構(gòu)框圖如圖3-6所示。（1）結(jié)構(gòu)框圖 16 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)p1.0- p1.7 p3.0- p3.7圖3-6 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖（2）at89c51的引腳：at89c51引腳采用雙列直插式封裝(dip)或方形封裝。雙列直插式封裝的如圖所示，共有40個(gè)引腳，下面將對(duì)部分引腳進(jìn)行以下說(shuō)明vcc:供電電壓。 gnd:接地。xtal1:反向震蕩放大器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 xtal2:振蕩器的反相放大器的輸出端。rst：復(fù)位輸入端。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 p0口(po.0-po.7):p0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路雙向i/0口。每腳可吸收

34、8位ttl門(mén)電流，當(dāng)p0口鎖存器寫(xiě)“1”時(shí)，被定義為高阻抗輸入。它能用于訪外部程序數(shù)據(jù)時(shí)存儲(chǔ)器，它被定義為地址/數(shù)據(jù)總線的第八位。在對(duì)flash編程時(shí)，po口接收指令字節(jié);而在flash驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié),此時(shí)p0外接上拉電阻。13。17菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）p1口(p1.0-p1.7):p1口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口。pl的輸出可驅(qū)動(dòng)4個(gè)ttl輸入。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在flash編程和驗(yàn)證時(shí)，p1口作為第八位地址接收。p2口(p2.0-p2.7):p2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口。p2口的輸出

35、緩沖器可驅(qū)動(dòng)4個(gè)ttl輸入。當(dāng)p2口被寫(xiě)“1”時(shí)，由于內(nèi)部的上拉電阻，其管腳電位被拉高，且作為輸入。作為輸入時(shí)，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。p2口在flash編程和驗(yàn)證時(shí)4，接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 圖3-7 at89c51的引腳(二圖3-8 電源管理部分電路電源是電子設(shè)備的最關(guān)鍵的部分，所以電子設(shè)備的可靠性主要取決于電源的質(zhì)量，而且電子設(shè)備60%的故障來(lái)自電源，所以電源是電子設(shè)備組成中的基礎(chǔ)元件。在系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)中，單片機(jī)的系統(tǒng)需要+5v直流電源，步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器需要12v的模擬電源。選用pkb05電源變壓器可以將220v交流電壓變換成正負(fù)12v的電壓。它18 太陽(yáng)能自動(dòng)追

36、光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的初級(jí)是220v，50hz/60hz，。由于此變壓器發(fā)出的電壓形式是交流電壓，而且它并不穩(wěn)定，再利用全橋的整流，電容濾波會(huì)使電壓穩(wěn)定，分別用三端7812、7912穩(wěn)壓的電源模塊，并輸出正負(fù)電壓12v。電路在7812和7912的輸入端相繼連接上0.33uf cbb電容、2000uf/25v的電解電容。cbb電容過(guò)濾掉高頻的干擾，電解電容的組合過(guò)濾掉低頻的干擾。為了得到干凈的電源，在輸出端連接上104瓷片（0.1uf）電容，對(duì)輸出+5v電源值再次進(jìn)行濾波。3.5 系統(tǒng)的流程圖打開(kāi)系統(tǒng)之后，進(jìn)行上電復(fù)位動(dòng)作，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，初始化之后，系統(tǒng)首先會(huì)判斷此刻是白天還是夜晚，如果是夜晚，系統(tǒng)會(huì)

37、啟用中斷處理程序，進(jìn)入等待狀態(tài)，反之，系統(tǒng)進(jìn)入光電追蹤模式。 圖3-9 系統(tǒng)主流程圖光敏電阻光強(qiáng)比較法流程如下圖： 19菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖3-10 光敏電阻光強(qiáng)比較法流程圖此程序設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，需要單片機(jī)檢測(cè)4個(gè)光敏電阻所對(duì)應(yīng)的單片機(jī)的4個(gè)引腳的電位的高低，就可以判斷出當(dāng)時(shí)太陽(yáng)的方位，并對(duì)電動(dòng)機(jī)發(fā)出相應(yīng)的命令。 4 系統(tǒng)軟件流程及調(diào)試4.1 主控制模塊的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制作用主要由主控芯片來(lái)完成,跟蹤裝置控制系統(tǒng)的主控芯片主要完成兩個(gè)任務(wù)，即光電跟蹤和視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤。當(dāng)清晨太陽(yáng)升起的時(shí)候，跟蹤裝置的處于跟蹤的起始位置。完成初始化以后，系統(tǒng)依靠檢測(cè)光伏電池的兩端的電壓來(lái)判斷此時(shí)天氣

38、的情況。通過(guò)光伏電池可知：如果光照強(qiáng)度越高，那么電池板兩端電壓就會(huì)越大。如果測(cè)出的電壓vout超出了閾值vturn,則太陽(yáng)輻照的光強(qiáng)強(qiáng)度達(dá)到了光電跟蹤的條件。如果經(jīng)過(guò)光照強(qiáng)度達(dá)到?jīng)]有規(guī)定，那么系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)的變?yōu)橐暼者\(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤的程序。不管哪種跟蹤的方式, 電機(jī)驅(qū)動(dòng)所發(fā)出的脈沖數(shù)都將會(huì)被單片機(jī)記錄下來(lái)。為了使系統(tǒng)更加的科學(xué)化、精確化，本系統(tǒng)采用了間隔性的跟蹤方法：系統(tǒng)采用間隔式跟蹤方式，這樣在既節(jié)省了發(fā)電成本又不會(huì)影響跟蹤的準(zhǔn)確度。當(dāng)黃昏時(shí)，光線變?nèi)?，為避免系統(tǒng)裝置發(fā)生錯(cuò)誤判斷，在方位角跟蹤裝置上安裝兩個(gè)位置開(kāi)關(guān)。當(dāng)跟蹤接近于尾聲，如果位置開(kāi)關(guān)k1被碰觸到,步進(jìn)電機(jī)采用反轉(zhuǎn)的方式，直到與開(kāi)關(guān)k2

39、碰觸,結(jié)束這一天的跟蹤。主流程圖如圖4-1所示： 20 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 圖4-1 主程序流程圖4.2 光電跟蹤模塊程序設(shè)計(jì)光電跟蹤是本跟蹤系統(tǒng)的主要跟蹤方式。太陽(yáng)光照到光敏傳感器上后將會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)。不同光照強(qiáng)度在不同的傳感器上，產(chǎn)生不同的電壓值。水平方向上，d1和d2會(huì)產(chǎn)生不相同的電壓值，如果將兩電壓的值采用差分放大的方式，將其產(chǎn)生的差值vd1d2和預(yù)設(shè)值vref1對(duì)比，并多次求值。如果vd1d2比vref1大,那么水平方向上的光強(qiáng)檢測(cè)電路的輸出端為低電平，此時(shí)單片機(jī)傳出控制脈沖驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)ml發(fā)生正轉(zhuǎn)。太陽(yáng)在水平方向上自東向西運(yùn)動(dòng)，因此電機(jī)ml不需要反轉(zhuǎn)就可完成方位角的跟蹤。電機(jī)

40、ml產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)一直到跟蹤裝置在水平方向與太陽(yáng)相對(duì)。調(diào)整完方位角，再對(duì)俯角進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方法基本相同。其程序流程圖如圖4-2所示。21菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖4-2 光電跟蹤模塊的程序流程圖通過(guò)單片機(jī)的端口p1.2和p1.3可對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，當(dāng)p1.2為低電平，則電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)p1.3為低電平時(shí)，則電機(jī)反轉(zhuǎn)。隨著太陽(yáng)方位角與高度角相繼跟蹤之后，跟蹤結(jié)果的驗(yàn)證階段隨即展開(kāi)，跟蹤結(jié)果的檢驗(yàn)由光敏傳感器do及周圍的元件組成的驗(yàn)證電路完成，如果跟蹤的結(jié)果符合所需要求，程序隨后進(jìn)入待機(jī)的狀態(tài)，等候下次跟蹤。如果跟蹤的結(jié)果超出規(guī)定的范圍，單片機(jī)p1.0端口的電平將被驗(yàn)證電路拉低，這樣程序就自動(dòng)進(jìn)入跟蹤狀態(tài)

41、，重新對(duì)方位角與高度角進(jìn)行跟蹤，直結(jié)果完全符合要求為止。在光電跟蹤的時(shí)侯，程序完成一次跟蹤之后，就會(huì)等待進(jìn)入下次跟蹤。當(dāng)光線的條件不夠時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)進(jìn)入視日運(yùn)動(dòng)軌跡的跟蹤模式。4.3 視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤模塊程序設(shè)計(jì)視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤的方式和光電跟蹤的方式都在水平與豎直方向跟蹤。系統(tǒng)每隔一定的時(shí)間，就會(huì)對(duì)高度角和方位角采取一次跟蹤。機(jī)每隔一定的時(shí)間，單片會(huì)向步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器發(fā)送cp脈沖和方向電平信號(hào)。我們可根據(jù)對(duì)電池板的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和機(jī)械裝置的傳動(dòng)比，計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)在輸出軸發(fā)生改變的角度。太陽(yáng)自東向西運(yùn)動(dòng)，在中午12時(shí)以前，方位角a是小于0的；在12時(shí)以后，方位角a則是大于0。高度角的范圍是0120,在

42、正午時(shí)達(dá)到最大之后開(kāi)始下降，直至為0。其程序流程圖如圖4-3所示： 22 太陽(yáng)能自動(dòng)追光系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 圖4-3 視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤模塊程序流程圖4.4 實(shí)驗(yàn)觀察數(shù)據(jù)分析表4-1中列出了2013年3月18日中午至下午三時(shí)左右的理論數(shù)據(jù)，并用系統(tǒng)的手動(dòng)校準(zhǔn)功能，記錄下不同時(shí)刻的步進(jìn)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行步數(shù)。表4-1 太陽(yáng)自動(dòng)循日系統(tǒng)記錄表當(dāng)?shù)鼐暥?、太?yáng)赤緯角、太陽(yáng)時(shí)角的取值影響著跟蹤的精度，同時(shí)也影響了步進(jìn)電23菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）機(jī)的精度，這與跟蹤轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械的結(jié)構(gòu)也存在密切聯(lián)系。因次對(duì)跟蹤軌跡的程序進(jìn)行校正是非常必要的。校正采用的是手動(dòng)操作，通過(guò)對(duì)水平俯仰方位的步進(jìn)電機(jī)的控制，使平面鏡反光裝置在兩個(gè)

43、軸帶的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)要不斷對(duì)平面反光鏡中的太陽(yáng)的影子進(jìn)行觀察，當(dāng)影子于指定點(diǎn)聚焦，此時(shí)記錄下兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)從原點(diǎn)到該點(diǎn)各自走過(guò)的步數(shù)，由實(shí)際運(yùn)行步數(shù)之差和理論之差，計(jì)算實(shí)際數(shù)值，所得為高度角與方位角之間的修正值。校正可以選擇任一天中幾個(gè)不同時(shí)刻進(jìn)行。系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，觀察到太陽(yáng)在正午至下午3點(diǎn)期間，高度角方位角變化曲線存在明顯拐點(diǎn)，變化比較顯著，在此期間結(jié)論本系統(tǒng)是基于單片機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，采用光電檢測(cè)追蹤模式，配合機(jī)械裝置使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，提高了系統(tǒng)的追蹤精度。（1）選擇了以單片機(jī)為控制核心的自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于光電檢測(cè)追蹤模式和太陽(yáng)角度追蹤都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此，經(jīng)過(guò)比較用光電檢測(cè)追蹤模式。（2）選擇at89c51單片機(jī)，通過(guò)比較選擇了光敏電阻作為光電傳感器，用4個(gè)光敏電阻連接成2組比較電路，實(shí)現(xiàn)判斷太陽(yáng)所