3-RPS并联机构在追日光伏中的应用研究
发布时间：2022-02-19 11:56
随着国家政策对光伏发电的倾斜,我国的光伏发电的装机容量得以迅速增长。但传统的光伏设备多采用固定式安装,这种安装方式采用当地最佳角度,不具备追踪太阳的功能,减少了光伏发电量。虽然追日光伏设备早已开发出来,但因价格昂贵的原因影响了追日型光伏设备的推广,然而全方位追踪太阳,能更好的利用太阳能,追日型光伏设备也是光伏行业的发展方向。本文针对现有太阳追踪器刚度低、精度不高的缺点,将3-RPS并联机构引入追日型光伏支架中,并结合国家标准和行业标准等进行了方案设计,开展对廉价的全方位追踪系统的开发研究。论文对追日型光伏机构进行结构设计,分别建立了机构的运动学与动力学的数学模型和物理模型,通过MATLAB软件和ADAMS软件进行运动学和动力学仿真,得到并联机构的速度和加速度曲线图以及相关驱动副的驱动力曲线。通过两种模型所得的结果比对,验证模型建立的正确性,通过对特殊位置的动作仿真,验证了3-RPS并联机构可以应用在追日型光伏系统中。以并联机构作为追踪器的光伏追日发电,不但提高了系统的刚度,还达到了全方位追踪的功能,对追踪式光伏发电系统的推广起到了积极的作用。
【文章来源】：武汉纺织大学湖北省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 太阳能跟踪器国内外研究现状
1.3 3-RPS机构的引入
1.4 课题研究的目的和意义
1.5 本文的主要内容
1.6 论文的结构
2 追日型光伏支架的设计
2.1 设计依据与技术指标
2.1.1 保山地区主要气象条件
2.1.2 其他气象条件
2.1.3 太阳能资源综合评述
2.2 太阳运行轨迹的描述
2.2.1 赤纬角
2.2.2 太阳高度角
2.2.3 太阳方位角
2.3 追日型光伏支架结构设计
2.3.1 光伏组件的选型
2.3.2 组件支撑的选型
2.3.3 模型的简化
2.4 跟踪控制系统的组成
2.5 本章总结
3 空间 3-RPS并联机构运动学分析
3.1 引言
3.2 位置和姿态的表示
3.2.1 位置的描述
3.2.2 方位的描述（XYZ欧拉角）
3.2.3 位姿的描述
3.2.4 坐标变换
3.2.5 齐次坐标和齐次变换
3.3 并联机构的结构及约束方程
3.3.1 并联机器人的结构
3.3.2 并联机构的约束方程
3.4 并联机构的运动学分析
3.4.1 基础知识的叙述
3.4.2 球副中心的速度与加速度
3.4.3 液压缸的速度与加速度
3.5 并联机构运动学的MATLAB仿真
3.6 本章总结
4 空间 3-RPS并联机构动力学分析
4.1 机器人动力学概述
4.2 几种常用动力学方程的比较
4.2.1 牛顿-欧拉方程
4.2.2 拉格朗日方程
4.2.3 凯恩方程
4.2.4 动力学方程的选择
4.3 动平台的动力学模型
4.3.1 上平台的广义力
4.3.2 液压缸的广义力
4.4 动力学方程的建立
4.5 动力学方程的MATLAB求解
4.6 本章总结
5 追日系统风载ADAMS仿真
5.1 风载数值计算
5.1.1 风载的概念
5.1.2 平均风载工程计算
5.2 平均风载对光伏系统稳定性的影响
5.3 考虑风载情况下追日系统的仿真
5.3.1 ADAMS软件简介
5.3.2 追日系统虚拟样机模型建立
5.3.3 追日系统的仿真
5.4 本章总结
6 总结和展望
6.1 论文总结
6.2 展望
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Three-degree-of-freedom Parallel Manipulator to Track the Sun for Concentrated Solar Power Systems[J]. ASHITH SHYAM R B,GHOSAL A. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(04)
[2]太阳能跟踪器光伏面板风荷载体型系数的数值模拟研究[J]. 黄张裕,左春阳. 特种结构. 2014(04)
[3]3-RPS型并联机构运动正解的研究[J]. 任文博,颜兵兵,殷宝麟,帅俊峰. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2014(03)
[4]我国化石能源与可再生能源协同发展的技术途径与政策建议[J]. 韩永滨,曹红梅. 中国能源. 2014(04)
[5]大型光伏电站中不同支架方案比较分析[J]. 陈艳,曹晓宁,兰云鹏,王小丽. 电气技术. 2013(08)
[6]CFD Based Study of Heterogeneous Microclimate in a Typical Chinese Greenhouse in Central China[J]. WANG Xiao-wei,LUO Jin-yao,LI Xiao-ping. Journal of Integrative Agriculture. 2013(05)
[7]高精度太阳能双轴跟踪器的设计研究[J]. 宋孝炳,朱华炳,张希杰,张娟,林坤. 机械制造与自动化. 2013(02)
[8]基于PLC的碟式太阳能跟踪控制系统设计[J]. 刘贤群,蒋逢灵. 微型机与应用. 2012(05)
[9]少自由度并联机构研究进展[J]. 路懿,胡波. 燕山大学学报. 2011(05)
[10]3-RPS并联机构运动与静力特性分析[J]. 郑魁敬,崔培,郭海军. 机械设计. 2011(09)
硕士论文
[1]3-RRS并联机器人的分析与设计[D]. 霍斌.哈尔滨工业大学 2013
[2]二自由度太阳自动跟踪装置控制系统的研究[D]. 王宝印.河北工业大学 2013
[3]太阳能光伏并网发电系统的研究与应用[D]. 宋玉萍.华北电力大学（北京） 2011
[4]双轴式太阳自动跟踪系统的研究[D]. 莫伦伟.山东科技大学 2011
[5]基于CFX太阳能追日器风载仿真[D]. 冯东亮.武汉理工大学 2011
[6]太阳自动追踪系统的研究[D]. 赵丽伟.吉林大学 2007
[7]新型太阳跟踪装置机构的研究[D]. 宋开峰.河北工业大学 2004
本文编号：3632853
【文章来源】：武汉纺织大学湖北省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 太阳能跟踪器国内外研究现状
1.3 3-RPS机构的引入
1.4 课题研究的目的和意义
1.5 本文的主要内容
1.6 论文的结构
2 追日型光伏支架的设计
2.1 设计依据与技术指标
2.1.1 保山地区主要气象条件
2.1.2 其他气象条件
2.1.3 太阳能资源综合评述
2.2 太阳运行轨迹的描述
2.2.1 赤纬角
2.2.2 太阳高度角
2.2.3 太阳方位角
2.3 追日型光伏支架结构设计
2.3.1 光伏组件的选型
2.3.2 组件支撑的选型
2.3.3 模型的简化
2.4 跟踪控制系统的组成
2.5 本章总结
3 空间 3-RPS并联机构运动学分析
3.1 引言
3.2 位置和姿态的表示
3.2.1 位置的描述
3.2.2 方位的描述（XYZ欧拉角）
3.2.3 位姿的描述
3.2.4 坐标变换
3.2.5 齐次坐标和齐次变换
3.3 并联机构的结构及约束方程
3.3.1 并联机器人的结构
3.3.2 并联机构的约束方程
3.4 并联机构的运动学分析
3.4.1 基础知识的叙述
3.4.2 球副中心的速度与加速度
3.4.3 液压缸的速度与加速度
3.5 并联机构运动学的MATLAB仿真
3.6 本章总结
4 空间 3-RPS并联机构动力学分析
4.1 机器人动力学概述
4.2 几种常用动力学方程的比较
4.2.1 牛顿-欧拉方程
4.2.2 拉格朗日方程
4.2.3 凯恩方程
4.2.4 动力学方程的选择
4.3 动平台的动力学模型
4.3.1 上平台的广义力
4.3.2 液压缸的广义力
4.4 动力学方程的建立
4.5 动力学方程的MATLAB求解
4.6 本章总结
5 追日系统风载ADAMS仿真
5.1 风载数值计算
5.1.1 风载的概念
5.1.2 平均风载工程计算
5.2 平均风载对光伏系统稳定性的影响
5.3 考虑风载情况下追日系统的仿真
5.3.1 ADAMS软件简介
5.3.2 追日系统虚拟样机模型建立
5.3.3 追日系统的仿真
5.4 本章总结
6 总结和展望
6.1 论文总结
6.2 展望
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Three-degree-of-freedom Parallel Manipulator to Track the Sun for Concentrated Solar Power Systems[J]. ASHITH SHYAM R B,GHOSAL A. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(04)
[2]太阳能跟踪器光伏面板风荷载体型系数的数值模拟研究[J]. 黄张裕,左春阳. 特种结构. 2014(04)
[3]3-RPS型并联机构运动正解的研究[J]. 任文博,颜兵兵,殷宝麟,帅俊峰. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2014(03)
[4]我国化石能源与可再生能源协同发展的技术途径与政策建议[J]. 韩永滨,曹红梅. 中国能源. 2014(04)
[5]大型光伏电站中不同支架方案比较分析[J]. 陈艳,曹晓宁,兰云鹏,王小丽. 电气技术. 2013(08)
[6]CFD Based Study of Heterogeneous Microclimate in a Typical Chinese Greenhouse in Central China[J]. WANG Xiao-wei,LUO Jin-yao,LI Xiao-ping. Journal of Integrative Agriculture. 2013(05)
[7]高精度太阳能双轴跟踪器的设计研究[J]. 宋孝炳,朱华炳,张希杰,张娟,林坤. 机械制造与自动化. 2013(02)
[8]基于PLC的碟式太阳能跟踪控制系统设计[J]. 刘贤群,蒋逢灵. 微型机与应用. 2012(05)
[9]少自由度并联机构研究进展[J]. 路懿,胡波. 燕山大学学报. 2011(05)
[10]3-RPS并联机构运动与静力特性分析[J]. 郑魁敬,崔培,郭海军. 机械设计. 2011(09)
硕士论文
[1]3-RRS并联机器人的分析与设计[D]. 霍斌.哈尔滨工业大学 2013
[2]二自由度太阳自动跟踪装置控制系统的研究[D]. 王宝印.河北工业大学 2013
[3]太阳能光伏并网发电系统的研究与应用[D]. 宋玉萍.华北电力大学（北京） 2011
[4]双轴式太阳自动跟踪系统的研究[D]. 莫伦伟.山东科技大学 2011
[5]基于CFX太阳能追日器风载仿真[D]. 冯东亮.武汉理工大学 2011
[6]太阳自动追踪系统的研究[D]. 赵丽伟.吉林大学 2007
[7]新型太阳跟踪装置机构的研究[D]. 宋开峰.河北工业大学 2004
本文编号：3632853
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3632853.html
