[摘 要]为了更充分、更高效地利用太阳能，本文提出了光电跟踪和视日运动轨迹跟踪相结合的一种新型太阳自动跟踪控制系统，以光电跟踪为主，视日运动轨迹跟踪为辅的跟踪方式。晴天时采用光敏二极管通过光强检测的方式来完成，多云或阴天的时候通过计算太阳运行轨迹用软件来完成。软硬件的协同控制可以实时、精确地跟踪太阳。
　　[关键词]光电跟踪，视日运动轨迹跟踪，协同控制
　　中图分类号：TF046.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0315-02
　　前言
　　对太阳能跟踪装置的控制系统进行研究是一个潮流趋势，十分必要。
　　1 新型太阳自动跟踪控制系统硬件设计
　　1.1 步进电机驱动控制系统
　　本文设计的是新型太阳自动跟踪系统，由于太阳能板的大部分重量通过万向节落在固定的平台上，电机驱动整个装置所需的旋转力矩较小，因此，可以用步进电机来驱动跟踪装置，电机驱动时的耗电量较小[1]。
　　1.2 光强检测电路设计
　　1.3 太阳能充电电路设计
　　由于太阳能板输出的电压、电流、功率会受到太阳能输出的影响。在设计充电电路时，应考虑稳压、过充、过放等问题，其设计过程如图1-2所示。
　　（1）宽电压可调升压电路设计
　　在设计升压电路时，以LM2577S芯片为核心来设计宽电压可调升压电路。该升压模块的输入电压和输出电压均可调。升压模块接口电路如图1-3所示。
　　（2）蓄电池充电电路设计
　　当蓄电池充满后，过充电路启动，指示灯亮，此时电路断开；当蓄电池电量不足时，过放电路启动，指示灯亮，此时需要对蓄电池进行快速充电来补充电量。在设计过充、过放电路时采用电压比较器LM393芯片，将其与稳压二极管两端电压比较，来判断过充和过放LM393部分接口电路如图1-4所示。
　　2 新型太阳自动跟踪控制系统软件设计
　　2.1 主控制模块的软件设计
　　主控制模块主要对步进电机复位、步进电机驱动、光电跟踪、视日运动轨迹跟踪进行设计。其主程序流程图如图2-1所示。
　　本系统设定10分钟间隔性跟踪太阳光，既保证了跟踪准确度，又降低了电机的耗电量。
　　2.2 光电跟踪模块设计
　　3.2 蓄电池充电实验
　　4 总结
　　本文主要对太阳自动跟踪系统的控制系统做了研究。首先对控制系统的工作原理进行了阐述，提出用单片机作为控制系统的核心，采用光电跟踪和视日运动轨迹跟踪相结合的跟踪方式，然后对控制系统的硬件（步进电机驱动控制系统、光强检测电路、太阳能充电电路等）、软件（主控制模块、光电跟踪模块、视日运动轨迹跟踪模块）进行了设计，最后将两轴跟踪与本新型太阳自动跟踪系统的驱动机耗电量做了对比试验：与两轴跟踪系统相比，本自动跟踪系统的驱动电机耗电量小，能耗比较小，有效发电量较高；并做了蓄电池充电实验：设计的充电电路充电较快，整体性能稳定。结果表明：采用步进电机简单、方便；设计的光强检测电路检测精度较高；设计的蓄电池充电电路简单明了，检测较准确。
　　参考文献
　　[1] 徐东亮，任超.太阳能自动跟踪装置控制系统的研究.机械工程与自动化，2008，2（3）：140-144.
　　[2] 高妍，申红燕.电工电子技术[J].北京：高等教育出版社，2008.4
　　[3] 任超.太阳自动跟踪装置控制系统的研究：（硕士学位论文）.武汉：武汉理工大学，2007.
　　[5] 贺新升.一种新型太阳自动跟踪机械装置.中国，实用新型专利，201120355766.3，2012.
　　基金项目
　　浙江省新苗人才計划项目（2012R404026）
　　作者简介
　　余娇（1991-），女，浙江湖州人，通信联系人：贺新升，男，副教授。