太阳追踪系统控制器的研究开题报告

1. 研究目的与意义

本课题研究一种基于光影传感器的太阳光线自动跟踪系统，该系统能自动定位太阳位置和跟踪太阳光线，保证太阳能电池板平面始终与太阳光线垂直，提高太阳能转换的效率。

基于当今世界能源问题和环境保护问题已成为全球的一个人类面临的最大威胁的严重问题，本课题的目的是为了更充分的利用太阳能、提高太阳能的利用率，而进行太阳追踪系统的开发研究，这对我们面临的能源问题有重大的意义。同时太阳能又是一种无污染的清洁能源，加强太阳能的开发，对节约能源、保护环境也有重大的意义。

2. 国内外研究现状分析

在太阳能跟踪方面，我国在1997年研制了单轴太阳跟踪器，完成了东西方向的自动跟踪，虽然南北方向通过手动调节，但是接收器的接收效率大大提高了。1998年美国加州成功的研究了ATM两轴跟踪器，并在太阳能面板上装有集中阳光的透镜，这样可以使小块的太阳能面板硅收集更多的能量，使效率进一步提高。2002年2月美国亚利桑那大学推出了新型太阳能跟踪装置，该装置采用铝型材框架结构，结构紧凑，重量轻，利用控制电机完成跟踪，大大拓宽了跟踪器的应用领域。在国内近年来有不少专家学者也相继开展了这方面的研究，1992年推出了太阳灶自动跟踪系统，1994年《太阳能》杂志介绍的单轴液压自动跟踪器，完成了单向跟踪。

目前，太阳追踪系统中实现追踪太阳的方法很多，但是不外乎采用如下两种方式：一种是根据视日运动轨迹追踪另一种是光电追踪方式，；前者是开环的程控系统，后者是闭环的随机系统。

3. 研究的基本内容与计划

本课题介绍的太阳跟踪装置采用了光影跟踪踪方式，可实现大范围、高精度跟踪。论文的主要工作包括:

（1）分析太阳运行规律，比较国内外主要的几种跟踪方案，提出合理的跟踪策略。

（2）分析传感器工作原理，分析该传感器大范围、高精度跟踪的可行性，还要设计光电转换电路。

4. 研究创新点

本课题主要研究内容是太阳自动系统。本系统是基于单片机的自动控制系统，采用光影检测追踪模式，提高了系统的追踪精度。

详细分析了国内外目前的太阳追踪方式，比较之后，选择了以单片机为控制核心的自动控制系统，由于天文日立法，主动追踪模式和光影追踪都有各自的优缺点，因此，经过比较采用光影踪模式。

选择at89c52单片机，通过比较选择了光敏二极管作为光电传感器，用4个光敏二极管连接成2组比较电路，实现判断太阳所在位置的功能，这样可以大大简化电路。