文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
基于DSP的太阳跟踪控制系统研究
姓名:张翌翀
申请学位级别:硕士
专业:控制工程
指导教师:陈卫东;袁智德
20080118
上海交通大学工程硕士学位论文摘要
摘要

太阳能是一种理想的可再生能源,世界各国都在积极开发利用太
阳能,我国也把开发利用太阳能做为一项国家可持续发展的重要战略。
理论分析表明跟踪式与定点式的太阳能发电装置相比,其能量的接收
率可提高,而目前太阳能利用转化率约为%~%。因此,本
文研究了现有太阳跟踪器的原理,并结合上海机器人与信息处理研究
所的相关课题,开展研究设计了一种基于的技术经济性好的太阳
跟踪控制系统。
在对目前国内外太阳跟踪器原理研究的基础上,本文设计了一种
按仰角(太阳高度)和方位角(太阳方位)分别控制调节的太阳跟踪
控制系统。采用通过计算发出脉冲,控制步进电机的转动角度,
实现对太阳的自动跟踪,使跟踪装置始终处于与发光源垂直的最佳位
置。
根据设计功能的要求,本文在设计平台上完成了系统的主程
序模块、太阳角度计算模块、步进电机脉冲控制模块以及其他相关功
能模块的软件设计工作。主要实现了利用时钟芯片提供的实时时间,
系统白天根据太阳高度角和方位角的计算实现太阳自动跟踪,夜晚系
统可以自动复位到早晨对应日出的初始位置。
硬件方面的选型和配置, 控制模块选用公司的
,并研究了该芯片外围硬件工作原理及电路的设
计。系统选用两台型步进电机,并以单片机和功
率放大器为主组成了配套的步进电机驱动控制模块,以及其他
第 I 页
上海交通大学工程硕士学位论文摘要
如时钟芯片配置等。在硬件设计部分,还对控制模块、步
进电机和步进电机驱动控制模块的相关工作原理、硬件结构、电路原
理、实现功能,以及相关选型加以说明。
经软硬件联合调试验证,本文设计的太阳跟踪控制系统的研究思
路、控制方法、硬件设计以及软件设计均是切实可行的。系统具有结
构简单、运行平稳、跟踪精度高、抗干扰性强等特点。

关键词:跟踪太阳角度步进电机
第 II 页
上海交通大学工程硕士学位论文 ABSTRACT
A DSP-BASED SOLAR TRACKING
CONTROL SYSTEM

ABSTRACT
The solar energy is an ideal renewable energy. In these years, many
countries are working on the R&D of solar industry. It has e an
important national strategic decision of continual development to exploit
and utilize the solar energy. Analysis indicated shows that receiving rate of
pointing device is lower as 35% than the tracking device, and in all current
device conversion rate roughly is 10%~20%. Therefore, based on study of
principle of the existing solar tracking device, and work on the related
subject of Institute of Robotics and Intelligent Information Processing, we
finally develop a cheap solar tracking control system with good
performance based on DSP.
By analyzing the principle of the solar tracking devices in nation and
oversea, a solar tracking system which its elevation and azimuth is
adjusted separately was designed in this dissertation. The DSP was used to
control the rotation angle and control the step motor by sending