[发明专利]单轴双闭环太阳跟踪控制方法

说明书

本发明涉及太阳能技术领域，公开了一种单轴双闭环太阳跟踪控制方法，包括：S1：建立像素坐标系x0y；S2：经过现场调试，找到太阳与被控对象之间的理想位置，通过光学对焦传感器获取此时刻图片信息，将太阳圆心点对应到像素坐标系中，计算出该点像素坐标，并标定该点所在曲线为工作状态曲线y＇＝f(x＇)，计算出准备状态曲线y＝f(x)；S3：调整所述被控对象，同时计算当前太阳圆心点的实际像素坐标(x₀，y₀)，使f(x₀)与y₀的偏差小于误差允许值；S4：调整所述被控对象，同时计算当前太阳圆心点的实际像素坐标(x₀＇，y₀＇)，使f(x₀＇)与y₀＇的偏差小于误差允许值。本发明的方法操作简单方便，系统存在两种状态，可随时切换，不需要为了切换状态而时刻人工操作运行。

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，特别涉及一种单轴双闭环太阳跟踪控制方法。

背景技术

随着能源紧缺形势的日益严峻，绿色能源——太阳能的应用也会逐步加深，我们国家是一个全球瞩目的能源消耗大国，随着国际常规能源价格的提高和供应的紧缺，环境污染的日益严重，深入开发和利用绿色能源势在必行。太阳能发电项目符合国家能源战略规划的思路，为我国的能源“战役”提供了强有力的作战武器。

目前大多太阳能发电系统为双轴跟踪控制，这种系统结构复杂，成本较高，维护不方便，尤其针对太阳能接收器的轴向尺寸较大的情况(诸如槽式太阳能热发电系统)。虽然双轴跟踪的发电效率较高，但是实现双轴转动的机械结构较复杂，整体支架重量较重，而且转动惯性大，影响精度。因此诸如次类太阳能发电发热系统应尽量采用单轴跟踪控制。如图1为现有的单轴双闭环太阳能追日系统结构示意图，但基于该系统的单轴双闭环太阳跟踪控制方法存在以下不足之处：

1、精度低。仅依据天文模型进行太阳的追踪控制，由于天文模型与实际太阳的位置情况不能完全吻合，所以实际追踪结果不能达到十分精确，存在较大误差。

2、响应慢。即使实现了对天文模型的修调，由于非工作状态所处位置与工作状态位置差值不确定，从非工作状态切换到工作状态的过程所需时间可能会很长，不能实现快速响应。

3、易超调震荡。由于非工作状态所处位置与工作状态位置差值较大时，从非工作状态切换到工作状态的过程中，会使运行速度较大，容易存在超调震荡问题，可能损坏太阳能接收器周边设备。

发明内容

本发明提出一种单轴双闭环太阳跟踪控制方法，解决了现有技术中追踪结果误差较大，无法精确地达到理想位置的问题。

本发明的一种单轴双闭环太阳跟踪控制方法，包括步骤：

S1：建立像素坐标系x0y；

S2：经过现场调试，找到太阳与被控对象之间的理想位置，通过光学对焦传感器获取此时刻图片信息，将太阳圆心点对应到像素坐标系中，计算出该点像素坐标，连续计算同一天若干时刻理想位置太阳圆心点在像素坐标系中的像素坐标，将所得若干点拟合成曲线，并标定该曲线为工作状态曲线y＇＝f(x＇)，计算出准备状态曲线y＝f(x)，所述准备状态曲线是距工作状态曲线预定距离的曲线；

S3：调整所述被控对象，同时计算当前太阳圆心点的实际像素坐标(x₀，y₀)，使f(x₀)与y₀的偏差小于误差允许值；

S4：调整所述被控对象，同时计算当前太阳圆心点的实际像素坐标(x₀＇，y₀＇)，使f(x₀＇)与y₀＇的偏差小于误差允许值。

其中，所述步骤S3包括：