1.2 国内外研究现状及分析

 1.3 论文研究的主要内容及主要安排

1.3.1 论文研究方向

双轴倾斜角－方位角式太阳跟踪装置的机械结构设计。通过所学的机械设计的相关知识，设计出改变倾斜角（俯仰角）的机械结构，回转方位角的机械结构，连接支架的机械结构。并使其能够协调，流畅，准确的运动起来,完成太阳能板对日的跟踪。

1.3.2 论文主要研究内容

    双轴太阳能跟踪装置主要部件及其辅助部件的机械设计。

    主要部件有：方位角回转机构，俯仰角旋转机构。

辅助部件有：太阳能光伏板板托，连接机架。

1.3.3 方案的重点难点

1）方位角回转机构支架回转时的平稳，牢固；2）并且与俯仰角调节机构的运动协调；3）支架与太阳能光伏板板托的结构设计；4）动力机构-传动机构-回转减速器的机械结构设计；5）风载以及自重对结构造成的倾覆力矩的计算，步进电机的型号选取，直齿齿轮的动力计算与校核；

1.3.4 系统预计达到的目标

按仰角（太阳高度）和方位角（太阳方位）分别控制调节的太阳跟踪系统，可采用通过直齿齿轮机构控制转动角度和电动推杆机构控制俯仰角的调节实现对太阳的自动跟踪，使跟踪装置始终处于与发光源垂直的最佳位置。

1.4 本章小结

本章通过介绍太阳能跟踪系统的研究背景、研究意义，以及现在研究中的不足引出了我们现在研究的主要内容是研究基于阴晴判断的方位角-高度角的双轴伺服太阳能跟踪系统。

第二章  太阳能跟踪装置总体方案确定

2.1 太阳能跟踪装置跟踪控制原理

太阳能跟踪装置采用天文学上太阳的运动规律的以及光电传感器对光强的检测以判断太阳位置的混合跟踪方法的闭环控制系统。太阳能跟踪装置跟踪原理是：首先对当天的天气状况进行检测，当天气为晴天时，系统会选择基于光电传感器对光强的检测来判断太阳的位置，从而实现对日跟踪；当天气为阴天时，系统会选择使用基于天文学中太阳运动轨迹的跟踪方法对日跟踪；当天气为大雨或大风天气时，系统会自动收起太阳能电池板以防对电池板支架造成损坏；当天气为多云天气时系统会选择视日运动轨迹和光电传感器相结合的跟踪方法，即当太阳被云彩遮住的时候，系统选择视日运动轨迹的跟踪方法，当太阳没有被云彩遮住的时候，系统会自动选择光电传感器检测光强的跟踪方法进行对日跟踪。

视日运动轨迹跟踪方法根据天文学上太阳运行规律计算出当天内某时刻太阳相对于地平面的倾斜角α和方位角β的理论值，驱动器根据系统预设的初试值和跟踪检测的实测值进行比较，利用计算出的补偿值来驱动电机激素或减速，电机调整转速带动执行机构转动以跟踪太阳，从而调整太阳能电池板相对太阳光线的倾斜角和方位角，实现太阳能电池板始终与太阳辐射的光线垂直，最大限度的吸收太阳光，完成对太阳的跟踪