基于单片机的抛物槽式太阳能集热器跟踪系统设计

【摘要】：本课题主要论述了抛物槽式太阳能自动跟踪系统的设计方法和制作调试。对自动跟踪控制系统的组成及其功能实现进行了详细的分析与研究。机械部分,抛物槽式太阳能自动跟踪系统通过单片机自动跟踪南北跟踪角,高度角可期手动进行调整,通过实验数据分析,保证了跟踪精度,验证了这种跟踪方式的可行性。在电控方面,设计完成了以单片机STC89C52为核心的硬件电路,它包括脉冲控制电路,DS1302时钟电路、LCD显示屏电路、驱动信号放大电路等。然后,根据视日运动轨迹算法,采用步进电机开环控制策略,以KeiluVision4为软件开发平台,编写了主控制程序、液晶显示程序、时钟程序、电机驱动等程序模块,并借助KeiluVision4和单片机仿真软件Proteus构建的虚拟实验室,实现软件和硬件的联调仿真。最终根据此设计,完成了实物的制作和调试。本文设计的单轴太阳能跟踪系统,采用单片机控制系统自动跟踪南北跟踪角,高度角可手动进行调整,使太阳能跟踪保持了较高的跟踪效果,克服了传统的单轴跟踪系统精度低的缺点,同时相比双驱动双向跟踪系统,具有成本低、易于维护等优点,经实验证明该系统遵循经济、高效、可靠、抗干扰能力强、易操作和维护的设计原则,对于太阳能利用的推广具有重要的现实指导意义。本设计考虑西北地区夏天阳光充足,双轴简化成单轴,在高度角的跟踪上进行合理的补偿,降低成本,完成精准跟踪,本文所述的单轴跟踪系统,结构简单,性价比高,特别适宜各种小型民用太阳能利用设备。 【关键词】：抛物槽式 单片机 单轴跟踪系统
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK513.1;TP368.12
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 概述7-15
• 1.1 课题研究的背景、目的和意义7-8
• 1.2 国内外太阳能研究发展现状8-9
• 1.3 太阳能跟踪技术现状9-12
• 1.4 抛物槽式集热器系统介绍12-13
• 1.5 论文的研究内容及结构13-15
• 第二章 抛物槽式太阳能集热器跟踪系统的整体设计15-27
• 2.1 抛物槽式太阳自动跟踪方式的选择15-17
• 2.2 控制系统开发过程17
• 2.3 控制系统的总体设计17-24
• 2.4 跟踪方案优化24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 抛物槽式太阳能集热器跟踪系统机械结构设计27-35
• 3.1 整体结构设计27
• 3.2 抛物槽集热系统设计27-31
• 3.3 传动机构的设计31-33
• 3.4 高度角调整的机械结构设计33-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 抛物槽式太阳能集热器跟踪系统硬件设计35-51
• 4.1 控制器简介35
• 4.2 控制器的选择及内部资源的分配35-37
• 4.3 执行部件的设计37-42
• 4.4 控制电路的设计42-43
• 4.5 外部时钟电路的设计43-45
• 4.6 显示电路的设计45-47
• 4.7 辅助电路的设计47-49
• 4.8 系统硬件调测49-50
• 4.9 本章小结50-51
• 第五章 抛物槽式太阳能集热器跟踪系统软件设计51-57
• 5.1 系统主程序设计51-52
• 5.2 太阳角度跟踪模块设计52-57
• 第六章 实验测试57-60
• 6.1 波形测试57-58
• 6.2 实际跟踪效果测试58-60
• 第七章 结论与展望60-62
• 7.1 结论60
• 7.2 展望60-62
• 参考文献62-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

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