)下端安装有编码器（22)，光伏组件（1)的四角处分别安装有第一、第二、第三、第四 光敏传感器（2、2'、2"、2"'），倾斜平台（7)的长度与摆动支杆（11)的长度相等，左支撑销 轴（10'）与右支撑销轴（10"）的安装高度相同； 本发明特征在于对上述结构的控制方法是： 调节倾斜平台（7)与地面夹角等于摆动支杆（11)与地面夹角为0 =巾，巾是当地维 度，摆动支杆（11)长度为A，与地平面的夹角为以固定轴承座（14)为起点，移动支座（16) 与固定轴承座（14)间的平均距离为B，则A与B之间满足式（1):然后，判断某一天是一年中的第n天，n为正整数，根据式（2)计算出太阳赤炜角S，则 摆动支杆（11)与地面的倾角as可由式⑶得到，式⑶中的正负号取春夏为正，秋冬为 负，则移动支座（16)的移动距离AB可由式（4)、（5)得到，春夏季AB为正，移动支座16 朝固定轴承座（14)方向移动，秋冬季AB为负，则移动支座16朝固定轴承座（14)反方向 移动，太阳方位角ys可由式（6)得到：as= 9 ± 5 (3) B，=Aarcsin(as) (4) AB=B-B， (5)其中《是太阳时角，中午12点为0°，上午为负，下午为正，每小时的时角为15°， 由于地球围绕太阳的运行轨道是椭圆形轨道，因此真太阳时角wz与太阳时角《间存 在误差，真太阳时角可由式（7)、（8)、（9)得到，然后将式（6)中的太阳时角《用真太 阳时角代替：E= 9.87sin2C-7. 53cosC-l. 5sinC(8)其中由式（10)得到时钟时间t，t= 12点时《= 0,L为当地的经度，Ls为当地标准 时间所在地的经度，由于我国位于东半球，所以式（7)中的正负号应取正号，则真太阳时间 tz可由式（11)得到：每天的日出和日落的方位角可由式（12)得到，其中日出方位角s，日落方位 角《ss= ?s，则每天的日出日落时刻可由式（13)和（14)得到： ws=arccos(-tan<})tan8 ) (12)由于公式计算和结构运行都会存在误差，此外，结构在运行过程中可能会部分遮敝，因 此，在光伏组件（1)上安装有第一、第二、第三、第四光敏传感器（2、2'、2"、2"'），在倾斜丝 杆轴（4)上安装有编码器（22)，分别对第一、第二、第三、第四光敏传感器（2、2'、2"、2"'） 的电阻值R2、R2,、R2"、R2,，，进行比较： 如果，R2=R2，=R2，，=R2，，，，则说明无极轴误差且光伏组件没有被部分遮蔽； 如果R2辛R2,辛R2，，辛馬，，，，则说明摆动支杆（11)与地面的倾角as和结构的太阳方位 角丫3均有误差，首先通过下部步进电机（12)和下部蜗轮蜗杆减速器（13)调整摆动支杆 (11)与地面的倾角as使得R2=R2，，、R2，=R2，，，，然后结合编码器（22)的角度信号S，通过 上部步进电机（5)和上部蜗轮蜗杆减速器（6)调整结构的太阳方位角ys，使得R2=R2，、R2" =R2"，，即R2=R2, =R2" =R2，，，； 如果R2#R2,，，但R2=R2，和R2，，=R2，，，，则说明摆动支杆（11)与地面的倾角as有误， 判断馬与的大小，使摆动支杆（11)与地面的倾角as向电阻值小的一侧运行，直到r2= 1^2，-R2" -尺2"，； 如果，R2乒R2，，但R2=尺2，，和R2，=R2，，，，则说明结构的太阳方位角yS有误，判断1^2与R2，的大小，使结构的太阳方位角Y3向电阻值小的一侧运行，结合编码器（22)的角度信号 S，使得R2=R2, =R2" =馬"，； 如果，突然出现四个光敏电阻值中三个相等，一个不等的情况（例如r2=r2，=R2，，辛R2，，，），则说明出现了部分遮蔽情况，判断四个电阻值那个最小，使摆动支杆（11)与地 面的倾角as和结构的太阳方位角ys向电阻值最小的一侧运行，首先调整摆动支杆（11) 与地面的倾角％使得1?2=1?2，，、1?2，=1? 2，，，，然后结合编码器（22)的角度信号5，调整结构 的太阳方{兄角ys，使得R2 -R2,、馬" 一馬"，，即馬一R2, 一R2" 一馬"，； 上述控制方法的实施步骤是： 步骤一、根据结构精度要求确定结构最小运行角度△，确定每次运行间隔时间At，当 地经度L和维度巾，当地标准时间所在地的经度Ls，确定摆动支杆（11)长度A，与地平面的 夹角0，移动支座（16)与固定轴承座（14)间的平均距离B，采样编码器（22)的角度信号 S； 步骤二、计算某一天在一年中的第n天，由公式（2)计算出当天的太阳赤炜角5 ; 步骤三、根据太阳赤炜角S和当地维度巾，由公式（3)得到摆动支杆（11)与地面的倾 角as，由公式（5)得到移动支座（16)的移动距离AB，由公式（12)得到当天的日出方位角 和日落方位角《ss，进而由公式（13)和（14)得到当天的日出时刻tjP日落时刻tss; 步骤四、根据时钟时间由公式（11)计算真太阳时间％，判断真太阳时间tz是否大于等 于日出时刻tOT，是，执行步骤五；否，返回步骤四； 步骤五、根据第一、第二、第三、第四光敏传感器判断是否阴天，是，返回步骤五；否，执 行步骤六； 步骤六、判断是否碰到了第一、第二、第三限位开关（18、18'、18")，是，结构停止，否，执 行步骤七； 步骤七、根据真太阳时间由公式（6)计算出太阳方位角Ys，根据△调整摆动支杆（11) 与地面的倾角as和结构的太阳方位角Ys，执行步骤八； 步骤八、比较馬、1?2，、1?2，，、1?2，，，，判断1? 2=1?2，=1?2，，=1?2，，，，是，保持摆动支杆（11)与地面 的倾角as和结构的太阳方位角ys，执行步骤十三；否，执行步骤九； 步骤九、判断馬辛R辛R2，，辛馬，，，，是，根据A，依次调整摆动支杆（11)与地面的倾角as使得R2=R2，，、R2，=R2，，，，然后结合编码器（22)的角度信号S，调整结构的太阳方位角 ys，使得馬=R2,、馬，，=馬，，，，执行步骤十三；否，执行步骤十； 步骤十、判断是否R2=R2,辛R2，，=&，，，，是，根据A调整摆动支杆（11)与地面的倾角a浪得R2=R2, =R2，，=馬，，，，执行步骤十三；否，执行步骤^^一 ； 步骤i^一、判断是否R2=R2，，辛R2，=R2，，，，是，结合编码器（22)的角度信号S，根据A调整结构的太阳方位角Ys，使得R2=R2，= 馬，，，，执行步骤十三；否，执行步骤十二； 步骤十二、寻找最小阻值1?_，根据A调整摆动支杆（11)与地面的倾角as使得R2 =R2，，、R2，=R2，，，，然后结合编码器（22)的角度信号S，调整结构的太阳方位角ys，使得R2 = R2, =R2，，=R2，，，，执行步骤十三； 步骤十三、判断运行间隔时间At是否结束，是，执行步骤十四；否，等待行间隔时间At结束，返回步骤十三； 步骤十四、判断真太阳时间％是否大于等于日落时刻，是，结构停止，否，返回执行步骤 五。
【专利摘要】一种基于极轴的光伏发电双轴跟踪结构的控制方法，属于太阳能发电技术领域，其特征是在于其结构的控制方法是：(1)设定初始值；(2)计算n、δ；(3)计算ωsr、ωss、tss、tsr、ΔB；(4)计算tz，tz≥tsr，是，执行(5)，否，返回(4)；(5)天阴，是，返回(5)，否，执行(6)；(6)碰到限位开关，是，结构停止，否，执行(7)；(7)计算γs，调整αs、γs，执行(8)；(8)比较R2、R2'、R2”、R2”'，R2＝R2'＝R2”＝R2”'，是，保持αs、γs，执行(13)，否，执行(9)；(9)R2≠R2'≠R2”≠R2”'，是，依次调整αs、γs，执行(13)，否，执行(10)；(10)R2＝R2'≠R2”＝R2”'，是，调整αs，执行(13)，否，执行(11)；(11)R2＝R2”≠R2'＝R2”'，是，结合S调整γs，执行(13)，否，执行(12)；(12)寻找Rmin，依次调整αs、γs，执行(13)；(13)Δt结束，是，执行(14)，否，返回(13)；(14)tz≥tss，是，结构停止；否，执行(5)。
【IPC分类】G05D3/12
【公开号】CN104914881
【申请号】CN201510169634
【发明人】刘立群, 刘春霞, 杨凯, 张文煜, 刘晓
【申请人】太原科技大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年4月10日