塔式太阳能热发电系统以其清洁性、发电质量稳定等优点成为太阳能利用领域的重要发展方向,定日镜作为塔式发电系统的主要组成部分,完成对太阳光能的聚集工作,其聚光过程的精度与稳定性对电站的发电功率及电站设备的安全具有重要意义,是塔式系统中的一个重要研究方向。本文主要以定日镜的开环控制系统为研究对象,从定日镜的聚光过程、光斑中心点与聚光目标点的偏差测量、光斑中心偏差数据处理等方面进行设计,实现定日镜在校正下的光斑偏差处理过程。本文的研究重点和创新成果有以下几点:(1)研究定日镜开环控制系统中的聚光过程,分析太阳位置计算与定日镜实时聚光过程分离的控制策略。(2)使用由相机、白板与图像处理算法组成的光斑偏差测量系统,实现对定日镜反射到白板上光斑偏离白板中心点的偏差值的计算,并结合实际状况中的相机抖动问题,设计了一套实用的定日镜光斑偏差自动计算系统。(3)针对定日镜在校正状态下一天中获取的光斑偏差数据所具有的稀疏性与噪声问题,设计了改进的极限学习机算法(ELM),实现对定日镜光斑偏差数据的有效拟合,获得较为可靠的光斑偏差变化曲线。(4)基于以上研究内容,设计了一套自动的定日镜光斑偏差处理系统,实现定日镜校正状态下光斑图像向光斑偏差变化曲线的转换,最终对该系统进行仿真验证。本文工作实现定日镜光斑偏差处理系统的设计,经验证能较好得到定日镜的光斑偏差变化规律,对定日镜转轴在聚光过程中的角度偏差计算具有重要意义。