【正文】 象，所以實際的工作角度 (方位角的跟蹤 ) ,跟蹤太陽視高度變化運動主要山微型減速電機 2驅(qū)動實現(xiàn)，接收器理論上可以旋轉(zhuǎn)任何角度。 2． 2． 1跟蹤范圍要求 齒圈傳動式跟蹤平臺在固定地點安 裝運行時，其跟蹤范圍要求與 所述相同，故此省略。所以，齒太陽跟蹤系統(tǒng) their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX15 輪傳動或者蝸輪傳動，比較適合在中低速運動載體上運行的需求。短軸軸頸插入立柱的支承孔內(nèi)，也可以轉(zhuǎn)動。 2． 3陀螺儀式跟蹤平臺 要滿足高速移動的太陽能車船和西北地區(qū)的太陽能使用的需求，必須設(shè)計一種跟蹤平臺機械執(zhí)行機構(gòu)，既能在風力較大的固定安裝場合上作運行，又能滿足在高速運動載體上運行的需求。蝸桿傳動和螺旋傳動具有簡單、應(yīng)用廣泛、性價比高等特點，特別是它們具有自鎖性能。 從防風性方而考慮。所以，選擇方案 (1)作為跟蹤平臺的傳動方案。 本章根據(jù)不同太陽能利用場合的需要，提出了三種跟蹤平臺機械執(zhí)行部件。 過程?？豻heir owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX制器是自動控制系統(tǒng)的核心，各種控制理論和技術(shù)是通過控制器作用而實施的。使 自動控制系統(tǒng)的輸出結(jié)果產(chǎn)生偏差的信號稱為擾動信號，有時也稱干擾信號。 伺服系統(tǒng) 分類方法很多，一般可按驅(qū)動方式、控制原理及被控量性質(zhì)來分類。目前用于國民經(jīng)濟各部門的一些自動化裝置，如自動車床、自動洗衣機、自動售貨機、產(chǎn)品自動生產(chǎn)線等，一般都是開環(huán)系統(tǒng)。 輸入脈沖方向指令脈沖分配器功率驅(qū)動器步進電機輸出軸轉(zhuǎn)角電源 圖 典型開環(huán) 控制系統(tǒng) 3． 1． 2 閉環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制是指控制裝置與被控對象之間既有正向作用，又有反饋作用的控制過程。只要這個偏差存在，上述過程就要反復進行。閉環(huán)控制的實質(zhì)，就是利用負反饋的作用來減小系統(tǒng)的誤差，因此閉環(huán)控制又稱為反饋控制，其示意框圖如圖 。 單片機在過程控制中，通常是對一個過程的直接數(shù)字控制，也即是 DDC控制，很少涉及管理。單片機還有溫度范圍寬、抗干擾能力強的特點，故在強電場、強磁場的工業(yè)環(huán)境中有良好的工作性能，在溫度變化范圍大的惡劣條 件下仍能可靠工作 。通過單片機發(fā)出脈沖指令及方向指令來控制電動機的運轉(zhuǎn)速度和方向，實時地跟蹤太陽。當在正常天氣情況下有陽光照射，安置在跟蹤器上平臺上不同位置處的多個光敏傳感器將有一個感應(yīng)此位置處的光照，接受光強并將光信號轉(zhuǎn)換成電信號反饋給控制部件，控制部件則調(diào)用與該位置的對應(yīng)程序發(fā)出脈沖信號驅(qū)動 2臺電動機，電動機運轉(zhuǎn)帶動跟蹤器 上平臺轉(zhuǎn)動直至其與光源照射方向垂直，當此處傳感器處于陰影時，停止反饋電信號，則控制部件停止脈沖信號的發(fā)出。主要方式有串行和并行兩種，在這里我們采用的是單片機的并行控制方式。在步進電動機的單片機控制中，控制信號由單片機產(chǎn)生。調(diào)整單片機發(fā)出脈沖的頻率，就可以對步進電動機進行調(diào)速。改變延時的時間長度就可以改變輸出脈沖的頻率，但這種方法是 CPU長時間等待，占用大量機時，因此沒有實際價值。 太陽跟蹤系統(tǒng) their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX27 第一個 參數(shù)是步進電動機控制的執(zhí)行機構(gòu)當前的位置參數(shù)，我們稱為絕對位置。 (2)加、減速控制 步進電動機驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)從 b點到 B點移動時，要經(jīng)歷升速、恒速和減速過程。為了減少每步計算轉(zhuǎn)載值的時間，系統(tǒng)設(shè)計時把各離散點的速度所需的裝載值固化在系統(tǒng)的 EPROM中，系統(tǒng)運行時用查表法查出所需的裝載值，從而大為減少占用 CPU運算的時間，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。 3． 4． 2 工作原理 圖 。 太陽跟蹤系統(tǒng) their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX29 開始CALL時間 校正置HYM8563的 定時器頻率為1/60Hz,TE=1,TIE=1,TI/TP=0,0FH為20選擇邊沿觸發(fā)方式允許INT0中斷請求EA =1允許 總中斷待機(ID置 1）CALL全自 動調(diào)整 圖 主程序框圖 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX請HYM8563的 中斷標志位AF讀定時器（重新計時）CALL自動 調(diào)整中斷處理子程序關(guān)89c52總 中斷掃描鍵盤（） 值延時1秒開89c52總 中斷CALL時間 校正CALL全自 動調(diào)整RET 圖 中斷處理子程序框圖 太陽跟蹤系統(tǒng) their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX31 4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 4． 1 系統(tǒng)參數(shù)的確定及減速器的設(shè)計 4． 1． 1直流電動機的選擇 直流電動機是依靠直流工作電壓運行的電動機，廣泛應(yīng)用于收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、電吹風、電 子表動玩具等。轉(zhuǎn)速則隨電流及轉(zhuǎn)矩的增大而略有下降，短時過載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的 。轉(zhuǎn)速變化率為 25%~30%（與串聯(lián)繞組有關(guān)）。錄放機中使用的電多數(shù)為圓筒型磁體，而電動工具及汽車用電器中使用的電動機多 數(shù)采用專塊型磁體。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于高檔錄音座、錄像機、電子儀器及自動化辦公設(shè)備中。全部為定軸輪系傳動的稱為普通減速器；主要是行星輪系傳動的稱為行星減速器。按齒輪布置形式可分為展開式、分流式和同軸式三種。 同軸式雙軸圓柱齒輪減速器，其輸 出軸和輸入軸位于同一軸線上，徑向尺寸緊湊，但軸向尺寸較大。 4． 1． 3圓柱直齒齒輪計算 1）選擇齒輪材料 查表 817小齒輪選用 45 調(diào)質(zhì) 1 2 4 5 ~ 2 7 5H B S H B S? 大齒輪選用 45 正火 2 2 1 0 ~ 2 4 0H B S H B S? 2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算 確定齒輪傳動精度等級，按11tpv n? 1（ 0 . 0 1 3 0 . 0 2 2 ） n 估取圓周速度 ? m/s 參考表 814 表 815選取 公差組 10級 小輪分度圓直徑 1d ，由式 864得 ? ?3 211 2 1 EHdHZ Z ZkT udu ???????? ???? 齒寬系數(shù) d? 查表 823 按齒輪相對軸承懸臂布置 d? = 小輪齒數(shù) 1Z 在推薦值 20~40中選 1Z =26 大輪齒數(shù) 2Z 21 5 .6 2 6 1 4 5 .6Z i Z? ? ? ? ? 圓整取 2Z =145 太陽跟蹤系統(tǒng) their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX35 齒數(shù)比 21/ 1 4 5 / 2 6 5 .5 8u z z? ? ? 傳動比誤差 5 .6 5 .5 8/ 0 .0 0 3 65 .6uu ?? ? ? 誤差在 5%? 范圍內(nèi) 合適 小輪轉(zhuǎn)矩 1T 由式（ 853）得 61110 . 0 3 8 59 5 5 0 9 5 5 0 1 0 1 3 1 3 1 2 . 5 /2 . 8pT N m mn? ? ? ? ? 載荷系數(shù) K 由式（ 854）得 K= AVK K K K??? ? ? 使用系數(shù) AK 查表 820 AK =1 動載荷系數(shù) VK 查圖 857得初值 VtK VtK =1 齒向載荷分布系數(shù) K? 查圖 860 K? = 齒間載荷分配系數(shù) K? 由式（ 855）及 ? =0得 12111 . 8 8 3 . 2 c o sZZ??? ? ?????? ? ? ????????? 111 .8 8 3 .2 2 6 1 4 5????? ? ?????????= 查表 821并查值 K? = 則載荷系數(shù) K的初值 tK tK =1 1 ? ? ? tK = 彈性系數(shù) EZ 查表 822 21 8 9 .8 /EZ N mm? 節(jié)點影響系數(shù) HZ 查圖 864（ 120, 0xx? ? ? ?） HZ = 重合度系數(shù) Z? 查圖 865（ 0?? ? ） Z? = 許用接觸應(yīng)力 ? ?H? 由式（ 869）得 ? ? lim /H H N W HZ Z S??? ? ? 接觸疲勞極限應(yīng)力 lim1 lim2,HH?? 查圖 869 2lim 12lim 25 7 0 /4 6 0 /HHN mmN mm?? ?? 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式（ 870）得 81 6 0 6 0 4 0 0 1 ( 8 3 0 0 8 ) 4 . 6 1 0hN n j L? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 81 10N?? 821 / 4 .6 1 0 / 5 .1NN ?? ? ? 82 10N ?? 則 查圖 870 地 接觸 強 度的 壽 命系 數(shù) 12,NNZZ（ 不 允 許有 點 蝕 ） 12NNZZ? =1 硬化系數(shù) WZ 查圖 871及說明 WZ =1 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX接觸強度安全系數(shù) HS 查表 827，按一般可靠度查 min ~ ? 取 ? ? ?1 5 7 0 1 1 / 1 .1H? ? ? ? ? ? 21 5 1 8 /H N mm? ? ? ?2 4 6 0 1 1 / 1 .1H? ? ? ? ? ? 22 4 1 8 /H N m m? ? 故 1d 的設(shè)計初值 1td 為 3 212 1 .4 8 1 3 1 3 1 2 .5 5 .5 8 1 1 8 9 .8 2 .5 0 .8 70 .4 5 .. 5 8 4 1 8td? ? ? ? ???? ? ? ???? 1 mm? 齒輪模數(shù) m 11/tm d Z? =小輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值 1td? 1td? =26? 4=104 1td? =104mm 圓周速度 ? 11 / 6 0 0 0 0 1 0 4 2 . 8 / 6 0 0 0 0tdn? ? ??? ? ? ?=? =與估取 t? =， 對 VK 取值影響不大 ， 不必修正 VK VK = VtK =1， VK =1 K= tK = K= 小輪分度圓直徑 1d = 1td? 1d =104 大輪分度圓直徑 22d m Z?? =580 2d =580mm 中心距 a a= 12()2mZ Z? = 4 (26 145)2?? a=342 mm 齒寬 b b= 1 mindtd? ? =? = 取 b=42 大輪齒寬 2b =b 2b =42 小輪齒寬 1b = 2b +（ 5~10） 1b =47 3）齒根彎曲疲勞強度校核計算 由式 （ 866） ? ?112 aaF F S FKT Y Y Yb d m ???? ? ? ? ? 齒形系數(shù) aFY 查圖 867 小輪 1aFY 1aFY = 大輪 2FaY 2FaY = 應(yīng)用修正系數(shù) aSY 查圖 小輪 1aSY 1aSY =