基于虛擬儀器的太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的研究與設(shè)計

【摘要】：在太陽能的應(yīng)用中,為了提高太陽能的利用率,本文研究開發(fā)了一套基于虛擬儀器的太陽能自動跟蹤與驅(qū)動系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠使太陽能利用裝置時刻保持與太陽光線垂直,其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉且跟蹤精度高,可用于太陽能電池、太陽能熱水器等各種太陽能裝置上,具有很高的實(shí)用價值。 該系統(tǒng)以計算機(jī)為核心,通過虛擬儀器平臺編寫軟件,設(shè)計一套根據(jù)基準(zhǔn)時間變化計算太陽位置的時間跟蹤模式,以及根據(jù)太陽光線與太陽能電池板夾角變化的光電跟蹤模式的裝置,并通過兩種方式相結(jié)合利用電機(jī)驅(qū)動雙軸跟蹤裝置控制太陽能板的方位角和高度角,實(shí)現(xiàn)太陽光的精確跟蹤。 在該論文中詳細(xì)闡述了跟蹤系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理。系統(tǒng)通過由4個光敏二極管組成的太陽光感應(yīng)傳感器來采集太陽光線,當(dāng)太陽光角度變化時,光電傳感器輸出相應(yīng)強(qiáng)弱變化的電信號,這種強(qiáng)弱變化的電信號傳給數(shù)據(jù)采集卡,數(shù)據(jù)采集卡與PC機(jī)相連,PC機(jī)通過虛擬儀器技術(shù)處理數(shù)據(jù)并反饋至控制模塊控制電機(jī)(水平電機(jī)與俯仰電機(jī))的轉(zhuǎn)動方向與角度達(dá)到實(shí)時跟蹤太陽光線的目的。 【關(guān)鍵詞】：虛擬儀器 太陽能自動跟蹤 光電傳感器 光電跟蹤 雙軸跟蹤 時間跟蹤
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TK513.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 課題背景7-8
• 1.2 課題的研究意義8-9
• 1.3 太陽能跟蹤國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.4 虛擬儀器的發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.5 論文研究的主要內(nèi)容及章節(jié)安排13-14
• 1.6 本章小結(jié)14-15
• 2 太陽能跟蹤方法的研究及總體方案的設(shè)計15-24
• 2.1 太陽光跟蹤的常用方法15-19
• 2.1.1 時間跟蹤模式的基本原理15-16
• 2.1.2 光電跟蹤16-18
• 2.1.3 時間跟蹤和光電跟蹤相結(jié)合18-19
• 2.2 方案總體設(shè)計19-21
• 2.3 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖21-22
• 2.4 軟件設(shè)計平臺LabVIEW8介紹22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計24-36
• 3.1 光敏器件的選擇24-26
• 3.2 太陽光檢測電路26-27
• 3.3 數(shù)據(jù)采集卡27-31
• 3.3.1 數(shù)據(jù)采集卡的組成27-28
• 3.3.2 數(shù)據(jù)采集卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理28-31
• 3.4 電機(jī)控制電路31-33
• 3.5 太陽能電池板33-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計36-55
• 4.1 軟件設(shè)計平臺Labview8的介紹36-40
• 4.1.1 Labview8的開發(fā)環(huán)境36-37
• 4.1.2 LabVIEW8的操作選板37-40
• 4.2 系統(tǒng)的整體程序流程圖40-41
• 4.3 時間跟蹤模式的程序設(shè)計41-46
• 4.3.1 太陽高度角與方位角的計算程序43-44
• 4.3.2 時間跟蹤模式高度角與方位角的調(diào)整程序設(shè)計44-46
• 4.4 光電跟蹤模式的程序設(shè)計46-50
• 4.4.1 光電跟蹤模式高度角與方位角調(diào)整程序的設(shè)計47-48
• 4.4.2 光強(qiáng)采集子程序設(shè)計48-49
• 4.4.3 電機(jī)控制子程序設(shè)計49-50
• 4.5 光強(qiáng)顯示和角度存儲程序的設(shè)計50-51
• 4.6 調(diào)試模式的設(shè)計51
• 4.7 夜間復(fù)位系統(tǒng)的設(shè)計51-53
• 4.8 前面板的設(shè)計53-54
• 4.9 本章小結(jié)54-55
• 5 太陽能自動跟蹤系統(tǒng)的測試及各模塊樣機(jī)圖55-60
• 5.1 太陽能自動跟蹤系統(tǒng)測試過程55-56
• 5.2 太陽能自動跟蹤系統(tǒng)測試界面56-57
• 5.3 太陽能自動跟蹤系統(tǒng)各模塊樣機(jī)圖57-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 6 總結(jié)與展望60-61
• 6.1 結(jié)論60
• 6.2 研究展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-63

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