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《长春工业大学》 2011年
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光电池云台伺服系统设计

李亚杰  
【摘要】:本文以提高电池板的光电转换效率为目标,设计了光电池云台伺服系统,应用分段式控制方法不断校正太阳位置与电池板位置的偏差量,以实现对太阳位置的高精度跟踪,使得电池板上接收的太阳能达到最大。 通过太阳在天体中的运行轨迹可以确定其不同时刻所在位置,并将其位置作为引导数据提供给控制器,电池板的位置由高精度的光电位置检测元件PSD获得,并将其作为反馈量提供给控制器,形成了以太阳位置为输入量,电池板位置为反馈量的伺服系统。依据不同时刻太阳和电池板的偏差变化特点,控制器运用分段式控制方法对偏差进行调节,即:以偏差角|σ|=9°为临界点,当|σ|9°时通过改变脉冲频率的方式对执行机构进行调速,使系统快速达到预期位置,保证了系统的快速性;当|σ|=≤9°时执行机构以恒定的速度运行,应用比例-微分控制方式对系统偏差进行提前校正,来保证系统的跟踪效果。本系统的执行机构选用以角度为控制信号的步进电机,并采用电流细分的方式驱动电机使得电机以微步距角运行,从而提高系统的位置控制精度。 最后,本文通过MATLAB仿真实验分析了本伺服系统的性能,结果表明:分段式控制方法不仅缩短了系统的定位时间,而且降低了系统稳态误差,提高了系统的跟踪精度,使得系统快速地、准确地将电池板调整至与太阳入射光束垂直的位置,有效地提高了光电转换效率,为同类跟踪系统的控制提供了一种可借鉴的方法。
【学位授予单位】:长春工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP13;TM914

【参考文献】
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