文档介绍：中图分类号:TP356 论文编号:1028701 12-S102
学科分类号:080402
硕士学位论文
基于超声电机的双轴太阳能跟踪系统
研究生姓名赵杰
学科、专业测试计量技术及仪器
研究方向超声电机的应用
指导教师李华峰教授
南京航空航天大学
研究生院航空宇航学院
二О一二年一月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Aerospace Engineering
Dual-axis Solar Tracking System Based on
Ultrasonic Motor
A Thesis in
Measurement and Testing Technology & Instruments
by
ZhaoJie
Advised by
Prof. Li Huafeng
Submitted in Partial Fulfillment
of the Requirements
for the Degree of
Master of Engineering
January, 2012
承诺书
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(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)
作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
超声电机是一种具有低转速,高转矩,特别是断电自锁等诸多优点的电机。本文将超声电
机应用于双轴太阳能跟踪系统,以提高太阳能电池板的采光性能,使其有更高的光电转换效率。
本文设计了一个双自由度的跟踪架,并由超声电机驱动,使电池板能够在二维平面内向天空任
何方向旋转,以实现跟踪目的。设计了基于 MSP430 单片机的控制系统,通过光敏电阻传感器阵
列采集光信号,判断太阳位置以控制超声电机驱动电池板转动来跟踪太阳,实现高效率能量收
集。该系统具有结构简单,节能等优点。
本文主要内容概括如下:
、特点和应用,目前国际上太阳能的发展状况和应用前景,以及
几种常见的跟踪系统的跟踪方法、结构、原理。结合超声电机的诸多优点,讨论了太阳能跟踪
系统对电机的需求,得出超声电机非常适合在太阳能跟踪系统中运用的结论。
,包括涡轮蜗杆设计,轴承选
择。然后运用 ADAMS 虚拟样机软件对整个跟踪系统进行动力学仿真。
-MSP430 单片机,以及本系统的
硬件电路的要求及设计。
,阐述了如何在以上硬件环境下实现跟踪系统的程
序流程,包括:AD 采集程序、跟踪控制程序、按键控制程序、串口通信等。并介绍了本文编写
的上位机程序。上位机程序主要负责将下位机采集上传的电压电流数据用图表的方式显示出来,
以方便对比跟踪的性能提升。
,揭示其信号的特点。对超声
电机驱动器信号进行测量,验证驱动器的工作状况。最后对系统进行总体测试,将电池板在跟
踪状态和固定状态输出电压和功率进行对比,验证系统的性能提升。
关键词:超声电机,MSP430 ,太阳能,跟踪系统, 光敏电阻
本文工作得到国家重点基础研究发展计划项目(973计划) (2011CB707602) 和国家自然科学
基金(51175250)的资助。
本文工作在机械结构力学及控制国家重点实验室完成。
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基于超声电机的双轴太阳能跟踪系统
ABSTRACT
This subject is supported by the national key basic research and development program (973
program) (2011 CB707602) and the national