基于tms320f2812太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)—電池板仰角跟蹤模式畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告論文-文庫(kù)吧資料
2025-07-03 19:32本頁(yè)面
【正文】 域范圍不同，即使是同類(lèi)型的管子的特性也是有差異的，但光敏二極管則不然，一般都有很好的線性特性。光敏二極管的響應(yīng)時(shí)間一般在一百納秒以下，而光敏三極管的響應(yīng)時(shí)間卻長(zhǎng)達(dá)5~10μs，復(fù)合型光敏三極管的響應(yīng)時(shí)間還要長(zhǎng)。光敏二極管的光電流一般只有幾微安到幾百微安，而光敏三極管的光電流一般都在幾毫安以上，至少也有幾百微安，兩者相差10倍以上，因此在實(shí)用電路中光敏二極管產(chǎn)生的光電流往往要經(jīng)放大后去驅(qū)動(dòng)其他負(fù)載，如繼電器等?；谶@種效應(yīng)的光電器件有光電池、光敏二極管和光敏三極管等?；谶@種效應(yīng)的光電器有光敏電阻。把上述各個(gè)部分連接起來(lái)就構(gòu)成了整個(gè)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。但是由于接口電路輸出端采取了集電極開(kāi)路門(mén)的接線方式，只需要改變供電電壓和上拉電阻的數(shù)值就能適應(yīng)各種驅(qū)動(dòng)器的輸入要求。放大模塊主要運(yùn)用三極管開(kāi)關(guān)特性來(lái)增大信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力的。從DSP出來(lái)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電流為4mA，而電機(jī)驅(qū)動(dòng)器所需要的驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓為5V一24V，電流為8—15mA。： 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理步進(jìn)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可動(dòng)部分重量輕、慣性小、無(wú)漂移、 無(wú)累計(jì)定位誤差，可靠性高的特點(diǎn)，在開(kāi)環(huán)控制的條件下，就能夠 做到高速、高精度定位，是一種理想的高科技運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。給它一個(gè)電脈沖，它就會(huì)在空間按照指令給定的步距相應(yīng)地走一步，并準(zhǔn)確地鎖走在希望的位置上，它能將數(shù)字脈沖輸入轉(zhuǎn)換成模擬輸出的微步運(yùn)動(dòng)。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中正是使用片內(nèi)外設(shè)事件管理器(EV)的定時(shí)器比較輸出I／0口發(fā)送控制步進(jìn)電機(jī)所需要的控制脈沖和方向信號(hào)。 9．通用輸入／輸出多路復(fù)用器(GPl0)擁有多達(dá)56個(gè)I／O口。7．看門(mén)狗定時(shí)器模塊，支持鎖相環(huán)模塊PLL比率動(dòng)態(tài)改變。 5．外部接口可達(dá)IMX16bits的存儲(chǔ)器，可編程等待周期，三個(gè)獨(dú)立的片選信號(hào)。 3．32位高性能CPU，可實(shí)現(xiàn)3232位或雙1616乘法累加，哈佛總線結(jié)構(gòu)，與TMS320F24x／LF240x DSP源代碼兼容。其主要資源和性能指標(biāo)如下： TMS320F2812內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖1．高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，主頻最高可達(dá)l50MHz(時(shí)鐘周期 )，低功耗， I／0電壓供電。 DSP芯片根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特點(diǎn)：(1) 在一個(gè)指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法； (2) 程序和數(shù)據(jù)空間分開(kāi)，可以同時(shí)訪問(wèn)指令和數(shù)據(jù)； (3) 片內(nèi)具有快速RAM，通?？赏ㄟ^(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時(shí)訪問(wèn)； (4) 具有低開(kāi)銷(xiāo)或無(wú)開(kāi)銷(xiāo)循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持； (5) 快速的中斷處理和硬件I／0支持； (6) 具有在單周期內(nèi)操作的多個(gè)硬件地址產(chǎn)生器； (7) 可以并行執(zhí)行多個(gè)操作； 本文DSP選擇的是TI公司于2003年正式推出的面向控制領(lǐng)域的TMS320F2812 DSP作為主控單元。 它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù) 雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。第三章 控制部分的設(shè)計(jì)DSP(di gital Signal processor)是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來(lái)處理大量信息的器件I舶。之間自由旋轉(zhuǎn)。機(jī)械裝置由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以使電池板在水平方向的360176。 被動(dòng)式跟蹤控制思路簡(jiǎn)單，控制器設(shè)計(jì)容易且追蹤精度高，可以大大的提高太陽(yáng)能的利用效率。當(dāng)太陽(yáng)光直射太陽(yáng)能電池板時(shí)，兩個(gè)光敏元件接收到相同的陽(yáng)光輻射，輸出相同的控制信號(hào)。 主動(dòng)跟蹤雖然在任何天氣條件下都可以正常運(yùn)行，但是在跟蹤過(guò)程中產(chǎn)生的累積誤差自身并不能消除。跟蹤的方位軸垂直于地面，另一根軸與方位軸垂直，稱(chēng)為俯仰軸。其中，高度角、方位角式雙軸太陽(yáng)跟蹤是主動(dòng)式跟蹤的一種。當(dāng)太陽(yáng)高度角和方位角確定之后，太陽(yáng)的位置也就唯一確定了。根據(jù)其相互運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以通過(guò)天文公式計(jì)算出太陽(yáng)在赤道坐標(biāo)系中的太陽(yáng)赤緯角和太陽(yáng)時(shí)角。冬至過(guò)后，太陽(yáng)正午高度逐日升高，同時(shí)白晝?cè)鲩L(zhǎng)，太陽(yáng)的升落又趨向正東和正西，直到春分日(3月21日)太陽(yáng)從赤道以南到達(dá)赤道。27180。冬至日(12月2日)，太陽(yáng)正午高度達(dá)最小值90176。在周日視運(yùn)動(dòng)中，太陽(yáng)多出于正東而沒(méi)于正西，白晝和黑夜等長(zhǎng)。秋分日(9月23日)，太陽(yáng)又從赤道以北到達(dá)赤道(太陽(yáng)的赤緯δ=0176。白晝最長(zhǎng)，這時(shí)候地球北半球天文夏季開(kāi)始。Φ+23176。春分過(guò)后，太陽(yáng)的生落點(diǎn)逐日移向北方，白晝時(shí)間增長(zhǎng)，黑夜時(shí)間縮短，正午時(shí)太陽(yáng)的高度逐日增加。太陽(yáng)在正午的高度等于90176。)，地球北半球的天文春季開(kāi)始。假設(shè)觀察者位于地球北半球中緯度地區(qū)，我們可以對(duì)太陽(yáng)在天球上的周年視運(yùn)動(dòng)情況做如下描述。地球公轉(zhuǎn)時(shí)其自轉(zhuǎn)軸的方向始終不變，總是指向天球的北極。每轉(zhuǎn)一周為一晝夜，一晝夜又分為24h，所以地球每個(gè)小時(shí)自轉(zhuǎn)15176?？刂铺?yáng)能電池板的精度達(dá)到2176。以TI公司32位定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F2812為主協(xié)處理器，構(gòu)建根據(jù)太陽(yáng)光線與太陽(yáng)能電池板夾角變化追蹤太陽(yáng)位置的光電傳感器模式，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙軸跟蹤裝置控制太陽(yáng)能電池板的方位角和高度角，達(dá)到跟蹤太陽(yáng)的目的。這種跟蹤系統(tǒng)的特點(diǎn)是跟蹤精度高，而且太陽(yáng)能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換部分的重量保持在垂直軸所在的平面內(nèi)，支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)比較容易。太陽(yáng)能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換部分的方位軸垂直于地平面，另一根軸與方位軸垂直，稱(chēng)為俯仰軸。這種跟蹤方式并不復(fù)雜，但在結(jié)構(gòu)上反射鏡的重量不通過(guò)極軸軸線，極軸支承裝置的設(shè)計(jì)比較困難。太陽(yáng)能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換部分的一軸指向天球北極，即與地球自轉(zhuǎn)軸相平行，故稱(chēng)為極軸；另一軸與極軸垂直，稱(chēng)為赤緯軸。單軸跟蹤的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是由于入射光線不能始終與太陽(yáng)能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換部分的主光軸平行，接收太陽(yáng)能的效果并不理想。采用這種跟蹤方式，一天之中只有正午時(shí)刻太陽(yáng)光與柱形拋物面的母線相垂直，此時(shí)太陽(yáng)能接收率最大。這三種方式都是單軸轉(zhuǎn)動(dòng)的南北向或東西向跟蹤，工作原理基本相似。這個(gè)空間站每天可以產(chǎn)生10億瓦特的電能，并將電能傳輸給地球上的能源接受站，這樣就可以供給30萬(wàn)家庭的日常用電現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有的跟蹤裝置的跟蹤方式可分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤兩種。這個(gè)太陽(yáng)能空間站的項(xiàng)目，是由日本政府和能源研究員一起構(gòu)想出來(lái)的。12月19曰，兩人駕駛著這輛車(chē)，從澳大利亞西海岸的珀思出發(fā)，橫穿澳大利亞大陸，于1983年1月7曰到達(dá)東海岸的悉尼，實(shí)現(xiàn)了一次偉大的創(chuàng)舉。1982年澳大利亞人漢斯和帕金用玻璃纖維和鋁制成了一部“靜靜的完成者”太陽(yáng)能汽車(chē)。據(jù)初步估算，通過(guò)利用太陽(yáng)能采暖器，每平方米每年可節(jié)省近600度電。北京清上園為北京第一個(gè)全部使用太陽(yáng)能熱水器的板式小高層建筑住宅小區(qū)，全小區(qū)共519戶，每戶陽(yáng)臺(tái)護(hù)欄外都安裝了由山東澳華電器有限公司生產(chǎn)的“澳華維麗亞”牌陽(yáng)臺(tái)壁掛式太陽(yáng)能熱水器；陽(yáng)臺(tái)內(nèi)分戶墻壁上安裝著與電熱水器一模一樣的分體式水箱，管道經(jīng)地下直通衛(wèi)生間，業(yè)主只需輕輕扳動(dòng)把手，70℃左右的熱水便順暢流淌，即可輕松洗浴。如西藏已建成近400個(gè)縣級(jí)和鄉(xiāng)級(jí)太陽(yáng)能光伏電站，總裝機(jī)容量達(dá)近8000千瓦，成為我國(guó)集中型光伏電站最多的省區(qū)。到2004年底，太陽(yáng)能熱水器年生產(chǎn)能力達(dá)到1350萬(wàn)㎡，利用量達(dá)到6500萬(wàn)㎡，占全球安裝量的60%，居世界首位，并出口世界30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而達(dá)到所需熱水。太陽(yáng)能熱水器按結(jié)構(gòu)形式分為真空管式太陽(yáng)能熱水器和平板式太陽(yáng)能熱水器，目前真空管式太陽(yáng)能熱水器為主，占據(jù)國(guó)內(nèi)95%的市場(chǎng)份額。隨著科技的發(fā)展以
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