定日镜跟踪的误差源分析及其算法改进

发布时间：2021-10-09 19:14

　　介绍定日镜跟踪误差的来源,并进行分类,推导它们与定日镜实际姿态角之间的解析关系,并根据旋转矩阵的特性和光的反射定律,设计定日镜跟踪的改进算法。为评价该算法,利用CAD和CAE软件,建立含多种误差的定日镜模型及其仿真运行环境,仿真结果表明该改进算法误差小于0.14 mrad,满足系统对定日镜的跟踪准确度要求,适用于计算资源有限的定日镜本地控制器。 

【文章来源】：太阳能学报. 2020,41(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

定日镜场控制系统逻辑拓扑图

为了描述上述误差源，建立如图2所示定日镜坐标系，以定日镜中心即方位轴和俯仰轴的交点为原点，x轴指向正东，z轴指向天顶。o P是x轴上的单位向量，表示初始的定日镜面法线指向；oz′为立柱轴线，相对x轴和y轴的倾斜误差角为e1、e2，相对于z轴的倾角为e，即;ox′与x轴夹角为n，表示反射面与俯仰轴的不平行偏角，由于立柱倾斜角很小，所以ox′近似在xoy平面上；oy′表示理想俯仰轴，即垂直于oz′和ox′；oy″表示实际的俯仰轴，是oy′绕ox′旋转m,ox′轴近似x轴。图2中，设ox′、oy′、oy″、oz′的单位向量为x1、y1、y2、z1，由于oy′同时与oz′、ox′垂直，则，而oy″是oy′绕x轴旋转m，则：

4）当俯仰进给达到某个数值点后，俯仰误差和方位误差值呈指数级增长。由于定日镜二轴的最大跟踪速度较小，如0.4 (°)/s，当俯仰指令接近某个数值点后，将造成定日镜方位轴无法及时跟上太阳位置的变化，从而造成定日镜姿态角的偏差，这称为“奇点”现象，这个位置点称为“奇点”。奇点现象是由于定日镜误差源引起的方位轴和俯仰轴运动的耦合关系造成的，奇点的位置与定日镜误差数值大小、最大进给速度值相关。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3426857