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基于追日测控系统中跟踪装置定零算法的研究

电气传动自动化 2023年第6期45卷 13-16页

作者：温欢杨治山杨沂霖天水电气传动研究所集团有限公司甘肃天水741020 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室甘肃天水741020 甘肃省民族法制文化研究所甘肃兰州730030

集热发电跟踪装置大多是通过抛物面镜将太阳光聚集到集热腔,集热腔室与冷却室之间产生压强差,从而推动活塞做功,转化为飞轮的机械能,拖动发电机发电。跟踪装置的作用在于接收并聚集太阳光来提高光热转换效率,发电时,要求太阳光通过抛物... 详细信息

集热发电跟踪装置大多是通过抛物面镜将太阳光聚集到集热腔,集热腔室与冷却室之间产生压强差,从而推动活塞做功,转化为飞轮的机械能,拖动发电机发电。跟踪装置的作用在于接收并聚集太阳光来提高光热转换效率,发电时,要求太阳光通过抛物面镜聚集的焦点、太阳与地心在一条直线上,否则发电效率下降。传统方法确认装置的零点需借助工具,确认装置在水平方向的零点需要用罗盘;确认装置在高度方向上的零点需用水平尺,可水平尺的尺寸远小于装置的尺寸,借助水平尺几乎找不到跟踪装置的水平零点。在零点确认不准的情况下,即便有成熟的控制系统或高精度的算法,跟踪装置也不能提高发电效率,达到其精准的随动性,所以跟踪装置定零算法的研究特别重要[1][2]。

关键词：跟踪装置发电效率定零算法

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太阳能推杆在跟踪装置仰俯机构中的应用

武汉理工大学学报 2012年第11期34卷 124-128页

作者：李如强李新昂朱杰黄磊武汉理工大学机电工程学院武汉430070 武汉纺织大学机械工程与自动化学院武汉430073

以安装在武汉的3kW聚光光伏电站为例,计算了其跟踪装置的风载,确定了跟踪装置中仰俯机构的高度角运行范围,选择太阳能推杆作为仰俯机构的执行机构,对其结构参数(如推杆固定角)和运动参数(如推杆行程、传动角和承受的拉力或压力)进行了... 详细信息

以安装在武汉的3kW聚光光伏电站为例,计算了其跟踪装置的风载,确定了跟踪装置中仰俯机构的高度角运行范围,选择太阳能推杆作为仰俯机构的执行机构,对其结构参数(如推杆固定角)和运动参数(如推杆行程、传动角和承受的拉力或压力)进行了推导、计算和分析,说明了仰俯机构的设计和推杆的选用要点。

关键词：太阳能推杆跟踪装置仰俯机构结构参数运动参数

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太阳跟踪装置应用的经济性分析

电源技术 2012年第10期36卷 1489-1492页

作者：刘庆才沈辉中山大学太阳能系统研究所广东广州510006 广州铁路职业技术学院广东广州510430

在光伏系统中安装太阳跟踪装置可以获得更高的电力和经济收益。采用跟踪装置的经济性随跟踪装置的每瓦投资额、贷款利率升高而降低。光伏组件效率高、太阳辐射强度高的地点,采用跟踪技术的经济性较好。较高的电力价格、较高的跟踪精度... 详细信息

在光伏系统中安装太阳跟踪装置可以获得更高的电力和经济收益。采用跟踪装置的经济性随跟踪装置的每瓦投资额、贷款利率升高而降低。光伏组件效率高、太阳辐射强度高的地点,采用跟踪技术的经济性较好。较高的电力价格、较高的跟踪精度可以获得较高的经济效益。

关键词：太阳能跟踪装置光伏发电经济性分析

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万向节式太阳跟踪方法及跟踪装置

机械设计与制造 2011年第8期 126-128页

作者：左云波徐小力白廷柱北京理工大学光电学院北京100081 北京信息科技大学机电工程学院北京100192

为了提高光伏发电系统的太阳方位跟踪精度,降低太阳方位跟踪装置的制造成本,提出了一种新的太阳跟踪方法及跟踪装置。该方法通过将太阳方位角及高度角的参数进行换算,得到与之对应的两个驱动转角参数,根据这新的参数驱动太阳能电池板进... 详细信息

为了提高光伏发电系统的太阳方位跟踪精度,降低太阳方位跟踪装置的制造成本,提出了一种新的太阳跟踪方法及跟踪装置。该方法通过将太阳方位角及高度角的参数进行换算,得到与之对应的两个驱动转角参数,根据这新的参数驱动太阳能电池板进行万向节式的运动以跟踪太阳。新设计的跟踪装置包括太阳方位监测模块、参数计算模块、驱动装置、自方位误差测定模块以及反馈控制模块,能及时采集太阳方位参数进行换算,并且能够根据太阳能电池板方位误差修正实时联动的频率与步幅。新型太阳方位跟踪装置跟踪精度高,跟踪时间间隔小,结构简单且造价低。

关键词：光伏发电系统太阳跟踪跟踪装置

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太阳能发电跟踪装置远程测试系统的研究

机械设计与制造 2018年第1期 198-201页

作者：秦佳妮陈捷封杨南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京210009

作为一种清洁的可再生能源,太阳能的利用也得到迅猛的发展。太阳能发电已经成为太阳能利用的主要方式之一。为了保证太阳能发电设备能稳定高效的工作,必须对太阳能发电系统的各个部件进行监测,以便能及时有效的了解所监测的太阳能发电... 详细信息

作为一种清洁的可再生能源,太阳能的利用也得到迅猛的发展。太阳能发电已经成为太阳能利用的主要方式之一。为了保证太阳能发电设备能稳定高效的工作,必须对太阳能发电系统的各个部件进行监测,以便能及时有效的了解所监测的太阳能发电系统各个部件的工作环境及工作情况。文章以LabVIEW为平台,开发了一套基于PXI总线的测试系统,对气象参数包括温度、风速风向、照度以及跟踪装置参数包括转角、加速度、噪声以及磨损位移进行监测;同时运用网络技术,实现了对太阳能发电系统的实时远程自动监测,克服了传统方法实时性差、精确度低、浪费人力的缺点。

关键词：太阳能发电跟踪装置 LabVIEW 远程测试

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大型聚光光伏跟踪装置结构优化

大型聚光光伏跟踪装置结构优化

作者：黄磊武汉理工大学

学位级别：硕士

开发新能源和可再生清洁能源是全世界面临的共同课题。在新能源中,光伏特别是聚光光伏（CPV）倍受瞩目,并且发展迅猛。CPV系统通过提高聚光比从而不断减少电池使用面积,同时,随着聚光比的增加,CPV组件的接收角也越小。而跟踪系统的跟踪... 详细信息

开发新能源和可再生清洁能源是全世界面临的共同课题。在新能源中,光伏特别是聚光光伏（CPV）倍受瞩目,并且发展迅猛。CPV系统通过提高聚光比从而不断减少电池使用面积,同时,随着聚光比的增加,CPV组件的接收角也越小。而跟踪系统的跟踪精度必须满足CPV组件接收角的要求,才能保证CPV系统的发电效率,从而提高发电功率,降低发电成本。目前,在CPV系统的成本中,跟踪装置的制造成本为总系统成本的30%左右。一般,机械结构的制造成本与机械结构的重量成正比。因此,在保证CPV跟踪系统性能前提下,通过降低跟踪装置结构的重量,即可降低CPV系统成本。本文以5KW聚光光伏系统的设计为例,以零件的形状和截面尺寸为设计变量,以CPV组件支承支架和立柱的的质量为优化目标,采用遗传算法和有限元分析相结合的方式,对CPV组件支承支架和立柱进行优化设计。论文主要进行了聚光光伏跟踪装置的结构优化,主要研究了如下内容。以现有5KW聚光光伏系统为例,分析在已知参数情况下的CPV组件的布置形式以及跟踪系统的工作风速,分析跟踪装置在风影响下所受到的风载荷。并根据得到的跟踪装置受力情况进一步分析跟踪装置机械结构的转角位移关系。并以此作为跟踪装置是否满足工作性能的主要指标。根据CPV组件的结构尺寸和CPV组件布置方式,建立CPV组件模型,并运用流体分析软件对其进行流场分析,获得CPV组件表面风载压力,通过获取的风载压力拟合CPV组件表面风压函数。利用ANSYS APDL建立跟踪装置支承支架和立柱的参数化有限元模型。借助得到的风压函数以及相关参数对跟踪装置支承支架与立柱进行有限元仿真分析。以CPV组件支承支架和立柱各零部件的截面型号、关键部位的尺寸参数等为设计变量,并参考方位角跟踪动力机构中回转减速器的有关尺寸以及CPV组件支承支架最低点离地面的高度,以跟踪装置有限元分析得到的结构刚度与强度结果作为约束条件（使得系统最大转角不超过0.25。）。以跟踪装置结构的质量最小化为优化目标,使用MATLAB遗传工具箱对跟踪装置结构进行优化设计,获得具有最小质量的跟踪装置结构。

关键词：聚光光伏跟踪装置流场仿真有限元遗传算法结构优化

基于ADRC的某型跟踪装置伺服控制系统设计与实现

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基于ADRC的某型跟踪装置伺服控制系统设计与实现

作者：董红红哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文以某型跟踪装置的伺服控制系统设计为背景,研究了自抗扰控制器(ADRC)在交流伺服系统中的应用,并将自抗扰控制器应用到某型跟踪装置伺服控制系统设计中。首先,本文对当前国内外伺服控制系统的研究现状进行了概述,根据课题背景给出了... 详细信息

本文以某型跟踪装置的伺服控制系统设计为背景,研究了自抗扰控制器(ADRC)在交流伺服系统中的应用,并将自抗扰控制器应用到某型跟踪装置伺服控制系统设计中。首先,本文对当前国内外伺服控制系统的研究现状进行了概述,根据课题背景给出了某型跟踪装置的控制结构、控制方式、控制方法和硬件设备的选型,搭建了跟踪系统的实验平台。其次,研究了自抗扰控制器的发展过程与理论基础,证明了自抗扰控制器设计的创新性与应用的可行性。自抗扰控制器主要由三部分组成,分别为跟踪—微分器(TD)、扩张状态观测器(ESO)和非线性状态误差反馈(NLSEF)。跟踪—微分器能获得跟踪信号及相应的微分信号,可以较好的抑制噪声;扩张状态观测器方法相当于反馈线性化方法,可以对系统的不确定性和非线性进行实时观测、动态补偿,将系统转化为积分器串联型结构,它是自抗扰控制器的核心部件;非线性状态误差反馈控制律实现了非线性控制,完成了非线性PD的功能。本文设计了自抗扰控制器,并在Matlab下进行了仿真,给出了一种适用于实际工程的简单有效的参数整定规则。再次,针对某型跟踪装置伺服控制系统响应速度快、稳定性好和跟踪精度高的性能特点,结合自抗扰控制器原理,进行了某型跟踪装置的应用软件设计,在实际系统上进行动态参数的调节,并进行测试,测试结果证明了自抗扰控制器应用的正确性及系统软硬件设计的正确性。

关键词：跟踪装置伺服控制系统自抗扰控制器非线性控制

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并联机构式太阳自动跟踪装置设计

并联机构式太阳自动跟踪装置设计

作者：李党伟浙江理工大学

学位级别：硕士

太阳能光伏发电作为一种新能源使用方式正在全球范围内得到广泛关注和应用,随着全球光伏新增装机容量的快速增长,在使用中如何提高太阳能光伏系统的发电效率,是一个重要且极具价值的研究方向。据研究,与固定式光伏发电相比,如果采用自... 详细信息

太阳能光伏发电作为一种新能源使用方式正在全球范围内得到广泛关注和应用,随着全球光伏新增装机容量的快速增长,在使用中如何提高太阳能光伏系统的发电效率,是一个重要且极具价值的研究方向。据研究,与固定式光伏发电相比,如果采用自动跟踪装置,可使太阳能的接受率提高35%左右,发电量可提高20%以上,但是太阳跟踪装置在实际应用中常以传统的串联结构式为主,受环境影响大,承载能力及稳定性差等问题突出。基于此,本文提出了一种新型的并联机构跟踪装置,并设计出完整的太阳追踪系统,能够快速调节并对太阳进行有效跟踪。论文研究的主要结论如下:(1)根据天球理论,建立了太阳在地平坐标系下的位置模型,采用高精度的Bourges赤纬角算法得出杭州地区全年的方位角及高度角范围,并对方位角进行零线修正及公式修正,最后以杭州地区为例求解出全年跟踪太阳时的理想追踪区域。(2)根据单开链分析法,综合出了一类符合追踪要求的空间2 R(旋转)自由度并联机构,用螺旋理论对U-PRU-PUS并联机构进行分析,证明了此机构具有2个旋转自由度且解耦的特性。通过位置变化矩阵求出并联机构的正解及逆解,并用雅克比矩阵分析出机构的奇异位形,经边界搜索法求解出并联机构的工作空间,并经过太阳位置角与机构欧拉角转换,得出机构方位角变化范围可达[-90°,90°],机构高度角变化范围为[0°,90°]。(3)基于变加权系数的自适应遗传算法对并联结构参数进行最优解搜索,通过Pareto解集,得出优化后的追踪区域S=12954.5,与未优化前相比增大了4.6%,优化后的驱动杆长l=372.2mm,与未优化前比较相对减小了11.2%,优化后的结构更紧凑,能量消耗更低,追踪的范围更大。通过并联机构运动学模型求解出的实际太阳位置和理想太阳位置进行比较,检验所建立并联机构运动学模型的正确性,并通过春分日的仿真分析,进一步验证模型正确性。(4)完成并联机构追踪装置的样机加工,对整个独立发电的太阳追踪系统进行设计,并以春分日为例,完成对追踪装置的追踪控制,得出日出、日落时刻的追踪极限位置与理论及仿真求得的位置极限角一致,验证了追踪装置设计的可靠性及有效性。

关键词：太阳追踪跟踪装置并联机构机构综合运动学分析参数优化

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视频相关跟踪装置

机载火控 1983年第2期 22-34页

作者： JohnM.Fitts 李义安

这是一种在整帧视频图象范围内产生相关跟踪信号的相关跟踪装置.扫描接收器产生的视频信息,连续地输入相关跟踪装置中.相关跟踪装置中的一些装置首先产生象素格式的基准图形.接着,存贮器把一帧加一行的基准图形象素信息储存起来,用于计... 详细信息

这是一种在整帧视频图象范围内产生相关跟踪信号的相关跟踪装置.扫描接收器产生的视频信息,连续地输入相关跟踪装置中.相关跟踪装置中的一些装置首先产生象素格式的基准图形.接着,存贮器把一帧加一行的基准图形象素信息储存起来,用于计算视视场中每一象素的方位和俯仰最佳加权值.然后,把正在接收到的一帧图象中的每一个视频象素数据,与由上一帧图象形成的基准图形中相应的象素相加,所得的结果再乘以适当的加权函数.将每一项乘积加到累加器中去,形成方位和俯仰相关误差信号,这是在全视场内帧与帧相关的复合指示.每一个象素的加权因子也进行合并,在整个象面内累计相加,在每一帧结束时,形成三个自适应比例因子,与方位和俯仰相关误差信号组合在一起,消除交叉藕合,产生出无交叉藕合相关误差信号.本装置还可以进行漂移补偿,其办法是把自适应比例因子与几个予定常数相结合,循环计算出漂移校正量,把计算结果与无交叉藕合相关误差信号合并,最后产生出无漂移相关误差信号.

关键词：跟踪装置基准图比例因子误差信号除法器回扫时间加权因子累加值交叉耦合相关函数