基于光伏发电的双轴自动跟踪控制系统.doc

摘要：能源是维持各国经济发展的重要支柱。自从人类诞生以来，就对能源有着源源不断的需求，而这种需求还会越来越多，如今一个现代人每天消耗的能源是几千年前的古人的千倍甚至万倍。按照标准煤来计算，1970年全球消耗了83亿吨标准煤；而到了1995年则是140亿吨；按照这种增长的速度计算，难以想象到20世纪中叶要消耗多少亿吨标准煤。根据人类已经勘探到的各种化石燃料资源总量，即便是总量最丰富的煤炭资源，也只能够维持整个人类社会消耗200年左右。难以想象，数百年的消耗这些化石燃料会对地球造成多么严重的影响，人类的生存环境将会受到多么严重的破坏。

随着煤炭石油资源的不断消耗，能不能有一种新的能源，它是清洁无污染的，而且总量巨大，足够整个人类社会使用的呢？这是整个世界都想知道的。而太阳能就是一种清洁能源，它清洁无污染并且可持续开发，前景广阔。但太阳能也有如下不足之处：它是分散在整个地球上的、它会受到各种因素影响因而发电量不稳定、它有时候发电效率低、它跟火力发电相比成本还是高。为了更好的开发利用太阳能资源，人们开始研究一种自动跟踪技术，采用了跟踪技术的太阳能发电系统能够在最大程度上扬长避短，提高发电量，增加经济和生态效益，这值得人类研究。本设计将采用STC89C51单片机作为系统的控制元件，两个步进电机作为系统的执行器件以实现一种新型的双轴自动控制系统。

关键词 ：太阳发电；双轴跟踪；单片机；光敏电阻

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1 课题研究的背景和意义-1

1.2自动跟踪系统在光伏发电工程中的应用-1

1.2.1自动跟技术诞生的原因-1

1.2.2太阳能自动跟踪系统的定义及特征-2

1.3太阳能自动跟踪系统的国内外发展现状-3

1.3.1主动式跟踪系统-3

1.3.2被动式跟踪系统-3

1.3.3混合式跟踪系统-3

1.4论文的主要研究内容-4

第二章  系统的总体设计-5

2.1太阳跟踪方式-5

2.1.1光电跟踪-5

2.1.2视日轨迹跟踪-6

2.2系统总体设计要求及分析-7

2.2.1系统总体设计要求-7

2.2.2系统总体设计分析-8

第三章  系统的硬件设计-9

3.1机械结构部分-9

3.2单片机控制电路-11

3.2.1复位电路-12

3.2.2晶振电路-13

3.3光电转换电路设计-13

3.3.1光电传感器-13

3.3.2光电转换电路工作原理及电路设计-13

3.4 AD转换模块电路设计-14

3.4.1AD转换模块-14

3.5步进电机驱动电路设计-16

3.5.1步进电机的介绍-16

3.5.2步进电机及其控制方式-16

3.5.3步进电机驱动电路-17

3.5.4系统保护电路-18

3.6单片机外围电路设计-18

3.7系统实物平台搭建-21

第四章  系统软件设计-22

4.1按键部分子程序-23

4.2指示灯部分子程序-23

4.3主程序模数转换-23

4.4驱动电路子程序-23

4.5 AD电压采样子程序-23

4.6 PID控制的原理及特点-24

第五章  调试-25

结束语-28

致谢-29

参考文献-30

附  录-31