太阳能是一种无污染可再生的清洁能源，大力开发利用太阳能对缓解我国目前紧张的能源危机有着重要的实际意义。本文在研究现有相关追光理论的基础上，设计了一种新的太阳自动跟踪控制系统，将视日运动轨迹跟踪与光电跟踪相结合，从而克服了视日运动轨迹跟踪存在积累误差的问题，同时也解决了光电跟踪容易受外界环境影响，追光性能不稳定等缺点。本文主要对以下几个方面做了研究：（1）对现有的追光理论、追光方式以及目前应用最多的几种光电转换器件的功能和特性进行了研究分析，确定了本文将采用视日运动轨迹跟踪与光电跟踪相结合的太阳跟踪方案，采用四象限硅光电池作为本系统的光电转换元器件，并将凸透镜和四象限硅光电池相结合设计了本系统的光电传感器。（2）对视日运动轨迹跟踪方式中涉及到的太阳高度角及方位角计算公式的精确性和实用性进行了对比分析，确定了本文拟采用的太阳赤尾角和时差计算公式。（3）对系统的硬件和软件进行了设计。硬件主要对单片机的相关接口电路、光电传感器电路、液晶显示电路以及电机驱动电路进行了设计；对系统软件进行了模块化的设计，主要分为视日运动轨迹跟踪模块和光电跟踪模块两大部分。（4）针对光电跟踪模块采用电路仿真软件PROTEUS-ISIS对电机驱动部分进行了仿真，通过分析表明电机转动角度符合系统设计要求。通过实际调试和试验表明，本系统完全能够在没有外界电源的情况下，利用太阳能电池板所产生的电能驱动两个直流电机，实现在不同天气条件下对太阳的实时自动跟踪，这将有助于从太阳能光伏发电装置方面提高太阳能的光电转换效率。