随着工业化步伐的不断推进，人类对资源的需求不断扩大，资源短缺和环境污染问题日益突出。太阳能作为可利用的最直接的清洁能源受到了世界各国的广泛关注，它既是近期急需的能源补充，又是未来能源结构的基础。不论从经济社会走可持续发展之路的高度来审视，还是从解决现实的能源供给问题出发，开发和利用太阳能都具有重大的战略意义。如何提高太阳能的利用率是目前光伏发电应用面临的主要难题之一。　　本文从提高太阳能收集效率方面进行考虑，依托于已有的极轴式双轴跟踪机构，基于ARM处理器设计了一款太阳能跟踪控制器，实现了对太阳运动的实时、准确、稳定的跟踪，保证了太阳光线始终垂直入射电池板，达到了太阳能收集的最大化。在控制器设计过程中，主要的研究内容包括：1)如何提高跟踪精度和抗干扰能力这两项关键指标；2)如何消除机构在无人值守状况下因控制器程序漏洞等造成的安全隐患；3)如何提高设备的人机交互体验；4)如何对机构的运动进行有效的管理。　　针对上述研究内容，本文取得的研究成果如下：1)在跟踪精度和抗干扰能力方面，本控制器采用了混合式跟踪策略，先采用视日轨迹跟踪方式进行粗略跟踪，再采用光电传感器跟踪方式进行精确调整，并利用自行设计的光电传感器对聚光器的光带进行检测，提高了整个跟踪过程的精度和稳定性。2)在安全方面，基于限位开关设计了一种硬件限位开关保护方法，保证了机构在无人监守情况下的安全可靠运行，且该保护电路对电机驱动应用具有广泛的适用性。3)在人机交互方面，利用彩色液晶模块提供显示功能，设计了开机动画和丰富的功能界面，改善了设备的操作体验。4)在机构运动管理方面，运用状态机的思想，实现了机构运动状态有条不紊的切换，简化了程序逻辑，提高了运行效率。　　实验结果表明，本课题所设计的控制器在跟踪精度、抗干扰能力、安全性、人机交互方面均取得了一定的突破，对太阳能产业的发展具有积极的推动作用。