人类社会的持续发展离不开能源,世界上许多国家也越来越重视能源的发展。太阳作为一次能源,发出的能量十分巨大,在所有的可再生能源中所占的比重达90%,因此在对可再生能源的利用中,太阳能利用无疑成为众人关注的焦点。然而由于当前太阳能的利用效率较低,造成了大量的能源浪费。本文以提高太阳能利用效率为研究目标,结合光电跟踪、太阳运动轨迹跟踪等综合技术,构建了一套太阳能追日系统。论文的主要研究工作如下：首先,在对现有的控制方法进行分析研究后,提出了将光电跟踪和太阳运动轨迹跟踪相结合的方式,并通过对天气的阴晴判断选择适当的跟踪方式来实现对太阳的全天候自动跟踪的方法。为了实现光电跟踪,设计了一种跟踪精度较高的光筒式太阳位置传感器,并对传感器的光筒高度、太阳入射角等参数进行了分析。同时为提高伺服系统跟踪的准确性,将模糊PID控制方法应用到步进电机控制系统中,来有效地改善步进电机常出现的失步、丢步等现象。然后,论文结合以上理论,搭建了一套以TMS320F2812为核心控制器的双轴太阳跟踪装置,并完成了对光电传感器信号调理模块、步进电机定位模块、绝对编码器通讯模块等部分的硬件和软件的设计。最后,针对本文研究的跟踪系统,进行了光电跟踪、太阳运动轨迹跟踪以及混合跟踪试验,并对试验结果进行分析。试验验证了光筒式传感器的检测精度、太阳运动轨迹算法可行性以及系统硬件和软件设计的合理性。论文的研究工作对实现全天候跟踪太阳,以及提高太阳能的利用效率具有一定的理论和实际意义。