基于嵌入式的太阳能双轴跟踪系统研究

发布时间：2024-03-27 01:01

　　随着煤、石油、天然气等传统矿石燃料资源的日益缺乏,寻找可持续利用的新型能源成为解决能源危机的唯一方法。太阳能作为一种无污染的新能源,以其取之不尽、用之不竭的优势被越来越多的人们所重视。而太阳能跟踪系统也成为许多专家、学者们研究的重点。 然而传统的太阳能跟踪系统成本高、跟踪精度低,需要人工定期校准,难以达到提高太阳能利用率的目的。本文在对目前国内外太阳能跟踪系统原理研究的基础上,设计了一种基于嵌入式的太阳能双轴跟踪系统。它采用视日运动轨迹跟踪的控制方法对太阳进行跟踪。本次设计以ARM为核心控制芯片,用双轴舵机作为执行机构,根据《中国天文年历》中太阳表的太阳轨迹参数和当地的纬度、时间信息计算出太阳的高度角和方位角,并将其转换成脉冲信号控制舵机旋转,使太阳能光伏板正对太阳。本文以Qt为开发平台,还设计了人机交互界面,在LCD触摸屏上显示当前的太阳高度角、方位角信息以及舵机当前的偏转状态。开发的上位机监控软件能方便工作人员查看当前太阳的具体位置以及当天舵机的偏转过程。 经过系统软硬件的联合调试,本文所设计的太阳能双轴跟踪系统的研究思路、控制方法、软硬件设计是切实可行的。系统具有结构简便、跟踪精...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 研究目的和意义
    1.3 太阳能跟踪系统国内外研究现状
        1.3.1 常用太阳能跟踪方法
        1.3.2 国内外发展现状
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 本文组织结构
第二章 太阳运行轨迹的理论基础与太阳位置的计算
    2.1 太阳运行轨迹的理论基础
    2.2 现有太阳位置计算方法
    2.3 本文所采用的太阳位置计算方法
        2.3.1 本文数据来源
        2.3.2 太阳位置计算方法
    2.4 本章小结
第三章 系统的总体方案设计与嵌入式平台搭建
    3.1 系统的总体设计方案
        3.1.1 跟踪系统的组成
        3.1.2 硬件总体设计方案
        3.1.3 软件总体设计方案
    3.2 嵌入式硬件平台
        3.2.1 Tiny6410开发板资源
        3.2.2 双轴舵机介绍
    3.3 嵌入式软件平台搭建
        3.3.1 虚拟机的介绍与安装
        3.3.2 Linux平台搭建
    3.4 本章小结
第四章 跟踪系统的软硬件设计
    4.1 Tiny6410的PWM输出接口
    4.2 舵机控制原理介绍
    4.3 Qt软件开发平台的搭建
        4.3.1 Qt介绍
        4.3.2 移植Qt4.7到Tiny6410开发板
        4.3.3 安装Linux下的Qt Creator
    4.4 数据库的建立与连接
        4.4.1 SQLite数据库
        4.4.2 SQLite数据库的移植与测试
        4.4.3 数据库的测试
    4.5 太阳位置计算程序的设计
    4.6 舵机的控制精度与PWM控制精度
    4.7 PWM控制程序设计
    4.8 人机交互界面设计
    4.9 本章小结
第五章 系统测试
    5.1 硬件测试
    5.2 数据分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表的软著及取得的成果



本文编号：3939957