發(fā)布時間：2020-12-14 04:03

　　近幾十年，多結(jié)太陽能電池有了長足的發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于太空領(lǐng)域，是各種航天器的理想能源。在設(shè)計航空系統(tǒng)太陽電池能源系統(tǒng)時，需要獲得太陽能電池在標準陽光下的性能參數(shù)。在地面采用光模擬器對光電池進行標定的方法，不足以反映太陽能電池的真正性能，因此需要對太陽能電池進行地球大氣外層AM0標定試驗。本課題分析和總結(jié)了國內(nèi)外高空太陽能電池標定及太陽跟蹤相關(guān)技術(shù)，根據(jù)高空氣球太陽電池標定試驗要求，對太陽跟蹤控制系統(tǒng)進行了深入的研究。首先，論文對高空太陽能電池標定現(xiàn)狀及太陽跟蹤控制關(guān)鍵技術(shù)做了介紹。分析了太陽能電池標定試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特性，在此基礎(chǔ)上對太陽跟蹤機械結(jié)構(gòu)進行比較和論證。同時設(shè)計了基于STM32的太陽跟蹤控制系統(tǒng)，以及從主控制板硬件設(shè)計、太陽光跟蹤傳感器選擇、機械傳動系統(tǒng)優(yōu)化等方面對太陽跟蹤器進行優(yōu)化和改進。其次，編寫了太陽跟蹤控制系統(tǒng)軟件，其主要包括控制系統(tǒng)主程序、初始化子程序、太陽敏感器數(shù)據(jù)采集與處理子程序、步進電機驅(qū)動子程序等�？紤]到高空特殊環(huán)境和氣球運動，對跟蹤點附近防抖動、防止轉(zhuǎn)動慣量積累等問題提出有效的解決方案，以確保跟蹤的高精度及可靠性。同時對跟蹤控制算法進行優(yōu)化，以提高跟蹤太陽... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 太陽能電池標定研究現(xiàn)狀
    1.3 太陽跟蹤控制系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 太陽位置檢測方法
    1.5 論文的主要研究內(nèi)容及所做工作
第2章 高空氣球太陽能電池標定方案設(shè)計
    2.1 高空氣球飛行方案設(shè)計
        2.1.1 飛行系統(tǒng)構(gòu)成
        2.1.2 高空氣球遙測遙控系統(tǒng)
    2.2 高空標定設(shè)計要求
    2.3 太陽跟蹤控制平臺設(shè)計
        2.3.1 機械平臺設(shè)計
        2.3.2 太陽跟蹤平臺布線方案
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于 STM32 的太陽跟蹤控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
    3.1 太陽跟蹤控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案
    3.2 太陽光跟蹤傳感器
    3.3 太陽跟蹤控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
        3.3.1 四象限傳感器接口電路設(shè)計
        3.3.2 步進電機驅(qū)動器接口電路設(shè)計
        3.3.3 電子羅盤傳感器電路設(shè)計
        3.3.4 太陽跟蹤狀態(tài)檢測傳感器設(shè)計
        3.3.5 STM32 外圍電路設(shè)計
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高空太陽跟蹤控制系統(tǒng)軟件設(shè)計方案
    4.1 高空太陽跟蹤系統(tǒng)軟件設(shè)計要求
    4.2 跟蹤系統(tǒng)軟件開發(fā)工具
    4.3 太陽跟蹤控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
        4.3.1 太陽跟蹤控制系統(tǒng)主程序
        4.3.2 初始化子程序
        4.3.3 四象限傳感器數(shù)據(jù)采集和處理子程序
        4.3.4 跟蹤點附近防抖動子程序
        4.3.5 視日運動算法跟蹤子程序設(shè)計
        4.3.6 追蹤子程序設(shè)計
        4.3.7 高速返回子程序設(shè)計
    4.4 混合自動追蹤控制策略
        4.4.1 搜索模式
        4.4.2 粗跟蹤模式
        4.4.3 精跟蹤模式
    4.5 本章小結(jié)
第5章 太陽跟蹤控制系統(tǒng)地面調(diào)試
    5.1 太陽光跟蹤傳感器的調(diào)試
        5.1.1 PSD 傳感器調(diào)試
        5.1.2 光電二極管傳感器調(diào)試
        5.1.3 四象限傳感器調(diào)試
    5.2 視日運動算法的調(diào)試
    5.3 低溫真空測試
    5.4 模擬氣球運動下的太陽跟蹤測試
    5.5 本章小結(jié)
第6章 高空氣球太陽能電池標定試驗及數(shù)據(jù)分析
    6.1 高空氣球太陽能電池標定試驗
    6.2 跟蹤標定系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)曲線分析
        6.2.1 數(shù)據(jù)采集及追蹤總體情況分析
        6.2.2 氣球上升環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)分析
        6.2.3 高空氣球上升階段跟蹤情況
        6.2.4 系統(tǒng)平飛階段追蹤情況分析
        6.2.5 吊艙降落及落地情況分析
        6.2.6 探空儀測試系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)分析
    6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡介



本文編號：2915773