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基于环境因素与模糊识别的太阳自动跟踪控制策略
  • ISSN号:1002-6819
  • 期刊名称:农业工程学报
  • 时间:2015.5.8
  • 页码:195-200
  • 分类:TM615[电气工程—电力系统及自动化]
  • 作者机构:[1]兰州理工大学机电工程学院,兰州730050, [2]兰州理工大学西部能源与环境研究中心,兰州730050
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(51166008)
  • 相关项目:寒旱地区多种可再生能源互补的热泵系统性能研究
中文摘要:

针对现有光电传感器存在形式单一、跟踪精度不高、运行稳定性较差等不足,该文通过对光电传感器进行结构设计,设计了一种金字塔式和箱体式嵌套的粗-精跟踪光电传感器,其中箱体式可拆卸、单独使用,其内部的凹面镜利用反射作用有效减小了箱体高度,保证了跟踪过程中的跟踪精度和运行稳定性.在对该传感器的电路进行设计时,选取四运放集成电路 LM324 为核心,利用其比较作用来控制电机驱动执行机构,从而使聚光系统对准太阳.利用MATLAB/Simulink对模糊PID(proportional integration differentiation,比例-积分-微分)控制器建模和仿真,与PID控制相比,模糊PID控制曲线的响应时间较短,在0.1 s时给系统一个宽度为0.1的矩形脉冲干扰,在0.1~0.2 s之间系统的响应曲线、控制误差的响应曲线以及控制器的输出变化曲线呈现不同的变化;在0.2 s时,均达到稳定状态.通过分析可知,无论是否存在干扰,该控制方法均能使控制器迅速达到稳定状态,减少系统响应时间,从而减少系统的运行成本.该研究为太阳自动跟踪系统的稳定运行和跟踪精度的提高提供了参考.

英文摘要:

Solar power is the ideal use of solar energy. It is better to adopt tracking mode to track the sun automatically, and the solar receiver can get more solar energy for tracking system lets incident sunlight keep parallel to collector. The auto-tracking modes include program tracking mode, photoelectric tracking mode and hybrid tracking mode. Considering that program tracking mode has accumulative error although it can be all-weather tracking, and photoelectric sensor tracking has better tracking sensitivity and higher tracking precision only in the sunny day, solar auto-tracking system generally adopts hybrid tracking mode which is a combination of program tracking mode and photoelectric sensor tracking mode; for photoelectric sensor tracking mode eliminates accumulated error of program tracking mode, the system can achieve the goal of all-weather high-precision tracking. In this mode, photoelectric tracking mode uses light intensity detection information of photoelectric sensor to adjust the tracking system's position, so the design of photoelectric sensor's structure can directly affect solar auto-tracking system's tracking accuracy and running stability. At present, the most widely used types of photoelectric sensor are baffled type, pyramidal type, tube type, etc. Baffled type photoelectric sensor is vertically arranged on the base; making use of barrier, when there exists the included angle between barrier and incident light, light sensors on both sides will receive different light intensity, and then sun position can be determined. It has lower price and convenient installation with simple structure, but its motor rotates frequently and the system has lower tracking accuracy, for it is easily affected by external lights from different directions. Pyramidal type photoelectric sensor makes full use of cosine principle, and the light exposure to silicon photocell of the pyramid side, is equal to the area multiplied by incident light angle cosine. Even though its accuracy is higher than baffled

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期刊论文 17 会议论文 6 获奖 2 专利 5
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期刊信息
  • 《农业工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业工程学会
  • 主编:朱明
  • 地址:北京朝阳区麦子店街41号
  • 邮编:100125
  • 邮箱:tcsae@tcsae.org
  • 电话:010-59197076 59197077 59197078
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-6819
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2047/S
  • 邮发代号:18-57
  • 获奖情况:
  • 百种中国杰出学术期刊,中国精品科技期刊,中国科协精品科技期刊工程项目期刊,RCCSE中国权威学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:93231