[发明专利]一种用于碟式太阳能发电系统的追日控制方法

权利要求书

1.一种用于碟式太阳能发电系统的追日控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在所述太阳能发电系统的发电机气筒壁上等分地排列热电偶传感器，形成热电偶传感器阵列；

S2，判断该太阳能发电系统所处的当前时间为夜晚还是白天；如为夜晚，该碟式太阳能发电系统直接进入风暴生存模式，停止对太阳的追踪；如为白天，则进行步骤S3；

S3，对该太阳能发电系统进行开环跟踪控制，通过天文算法计算当前时刻的太阳水平方位角θ_xa以及太阳俯仰角θ_ya,检测当前该太阳能发电系统的电机方位角θ_xc以及电机俯仰角θ_yc,采用PI算法控制碟架运转到目标位置，使得该碟式太阳能发电系统的聚光斑落入热电偶传感器阵列内；

S4，对该太阳能发电系统进行闭环跟踪控制，检测碟架的x轴的热电偶传感器输出电压V_xl、V_xr和y轴的热电偶传感器输出电压V_yl，V_yr；通过PI算法控制碟架转动，使太阳光垂直射入碟片，使得聚光斑落在热电偶传感器阵列中心位置；

S5,当系统运行在步骤S4时，系统实时监测聚光斑是否落在热电偶传感器阵列内和日射强度是否低于闭环跟踪门限值，当检测到聚光斑落在热电偶传感器阵列外或日射强度低于闭环跟踪门限值时，系统转入步骤S3开环算法进行控制，直到聚光斑落到热电偶传感器阵列内且日射强度值大于闭环跟踪门限值时，再切换到步骤S4。

2.根据权利要求1所述的一种用于碟式太阳能发电系统的追日控制方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：

S3-1，从实时时钟模块配合GPS校正模块得到当前时间，根据当地经度，纬度，时区，海拔，坡度，旋转坡度，大气压，温度，大气层折射率，采用天文算法得到当前时间的太阳方位角θ_xa以及太阳俯仰角θ_ya；

S3-2，检测当前碟式太阳能发电系统的电机方位角θ_xc以及电机俯仰角θ_yc；

S3-3，计算水平方向的角度偏差θ_x＝θ_xa-θ_xc         (1)，

计算垂直方向的角度偏差θ_y＝θ_ya-θ_yc            (2)；

S3-4，将公式(1)、(2)进行非线性变换，变成对数域

lgθ_x＝lgθ_xa-lgθ_xc                 (3)，

lgθ_y＝lgθ_ya-lgθ_yc               (4)；

S3-5，对公式(3)、(4)进行滤波及限位，设计开环控制系统的传递函数为：lgθ1(t)lgθ0(t)=K3sK1+K2×sK1+K2s+sK1+K2=K3s+sK1+K2---(5),]]>

其中θ₁(t)指由传感器测得的当前角度，θ₀(t)指天文算法算出来的角度，S是拉氏变换代表式，K₁、K₂和K₃为调试因子，且均为1到100之间的自然数；

S3-6，利用公式(5)控制电机，从而控制碟架运转到目标位置，使得该碟式太阳能发电系统的聚光斑落入热电偶传感器阵列内。

3.根据权利要求1所述的一种用于碟式太阳能发电系统的追日控制方法，其特征在于，步骤S4包括以下步骤：

S4-1，检测碟架的x轴的热电偶传感器输出电压V_xl、V_xr和y轴的热电偶传感器输出电压V_yl，V_yr；

S4-2，X轴方向偏差为e_x＝V_xl-V_xr               (6)，

y轴方向偏差为e_y＝V_yl-V_yr                (7)；

S4-3，把两个偏差进行非线性变换，变成对数域lg e_x＝lg V_x1-lg V_xr     (8)，

lg e_y＝lg V_y1-lg V_yr                 (9)；

S4-4，然后再根据PI算法，设计闭环控制系统的传递函数为：

(1+K1+K2s)×lgV(t)=0---(10),]]>

其中V(t)指水平方向或垂直方向的电压差，K₁和K₂为调试因子，且均为1到100之间的自然数；

S4-5，利用公式(10)控制电机转动，直至太阳光垂直入射碟片，使得该碟式太阳能发电系统的聚光斑落入热电偶传感器阵列中心位置。