混合型聚光太阳能控制系统的研究

摘要

太阳能作为一种环保，绿色的可再生能源，世界各国都在对太阳能的开发利用进行积极广泛的研究。然而，太阳能因为其能量密度低,光照随时间有间歇性和位置不断变化而导致收集和利用相对困难。混合型太阳能可以有效提高太阳能利用率，逐渐成为研究的热点。
　　本文以混合型聚光太阳能控制系统为研究对象，分析了混合型太阳能的实现原理，完成了太阳能控制系统整体的方案设计，着重对其运动跟踪控制系统进行了研究，主要研究内容如下：
　　（1）太阳能控制系统总体方案的研究。通过对混合型太阳能的研究分析，完成了太阳能电能利用和热能利用的方案设计，最后完成太阳能控制系统的整体方案的设计。
　　（2）太阳能系统的硬件控制方案的规划。根据完成的整体方案，分析需要实现的控制功能，分别对太阳位置跟踪的运动控制和太阳能发电的充放电控制进行电路方案设计，着重对运动控制电路进行研究，最终设计完成了满足要求的硬件电路。
　　（3）太阳位置跟踪运动控制软件方案的设计。根据设计的硬件电路，完成能实现相应功能的软件程序，同时对太阳位置跟踪的实现方法进行研究，设计完成了能满足跟踪要求的软件算法。
　　（4）对装配后的设备进行运动控制的实验。分别对自动跟踪的精度和跟踪系统时间间隔进行实验，太阳位置跟踪的精度能够保证自动跟踪时电压值与光照强度最大时，电压值相差不超过0.02v，具有较高的实际应用精度。根据时间间隔实验结果，将每次自动跟踪的时间间隔设置为10分钟，并对跟踪时间间隔机制进行了优化，提高了跟踪算法实际应用的可靠性。

目录

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第1章 绪论

1.1. 课题来源

1.2. 课题的研发背景与意义

1.3. 太阳能国内外研究现状

1.4. 本文主要研究内容

第2章 混合型聚光太阳能控制系统的总体方案设计

2.1. 太阳能电能的利用与方案设计

2.2. 太阳能热能利用与方案设计

2.3. 混合型聚光太阳能总体方案

2.4. 本章小结

第3章 太阳能控制系统的硬件方案

3.1. 运动控制硬件电路总体设计

3.2. 电机驱动电路设计

3.3. 反馈信号电压采集电路

3.4. 基于STM32控制器的电路设计

3.5. 太阳能电池充放电控制器

3.6. 本章小结

第4章 太阳能运动控制系统的软件设计

4.1. 软件的总体设计

4.2. ADC模块设计

4.3. 电机驱动的软件设计

4.4. 蓝牙模块的软件设计

4.5. 太阳能跟踪软件设计

4.6. 本章小结

第5章 太阳能运动控制系统的调试与实验

5.1. 混合型太阳能控制系统整体的装配与调试

5.2. 混合型太阳能系统运动跟踪实验

5.3. 实验结果分析与改进

5.4. 本章小结

第6章 总结与展望

6.1. 总结

6.2. 展望

致谢

参考文献