人工补光是提高温室生产水平的一项新技术,对温室产业的发展有着重要的意义。在我国东北地区寒冷时间长,日照时间短,温室多,因此进行温室人工补光更为重要。本文的工作是自主研发太阳自动跟踪系统。根据温室补光的功率,并考虑太阳能电池和蓄电池匹配的因素,其中包括长春地区气候气象、地理环境等因素,计算出所用的太阳能电池板数量以及蓄电池的容量。运用Soildworks软件对跟踪机构进行设计以及运动学分析,经分析验证机构能达到运转范围并无干涉现象。同时还进行了一次跟踪的角速度、角加速度、角减速度以及角度的分析。基于有限元的理论,运用大型有限元软件ANSYS建立有限元模型,对太阳自动跟踪机构进行几个典型构件组合静力分析、10级风载荷静力分析、脉动风瞬态动力学分析、模态分析、启动和停机振动分析以及7级近源地震载荷的谱分析。对机构进行模拟分析并给出了求解全过程。分析结果表明,一阶固有频率大于启动和停机过程的频率以及脉动风对机构产生的频率,因此跟踪机构不会产生共振现象,机构的运转是安全的;对跟踪机构进行几个典型构件组合静力分析、10级风载荷静力分析以及7级近源地震载荷的谱分析,机构可以达到设计要求;进一步比较显示,脉动风对机构的影响大,10级风载荷对机构造成的破坏力要大于7级近源地震载荷。本文还包括控制部分硬件和软件的设计,主要是选取ARM芯片、电路设计以及系统程序的设计。电路主要包括跟踪定位装置电路、阴天检测电路、LPC2104控制电机电路、系统时钟电路、显示电路、辅助电路。整个系统程序包括五个模块:初始化模块、定位跟踪模块、太阳定时跟踪模块、时钟模块以及显示模块。由于定位跟踪模块和太阳定时跟踪模块都有各自的优缺点,而且两种模式可以互补,运用这两种模式进行跟踪太阳得到较好的跟踪效果。在长春地区进行了将近半年(主要是冬季和春季)的固定和跟踪发电对比实验,通过实验表明:在长春冬季产出电能少,但跟踪产出电能的提高量为20%-25%与预计的相吻合;太阳能产出电能与太阳能辐射量大小有关,随着辐射量增大跟踪发电产出电能要比固定发电产出的电能比例有所增加;同时还表明在阴天情况下两种方式产出电能相同,此时可以停止使用太阳定时跟踪模块,节省负载电量。该系统达到了设计要求,可为高效率太阳能发电提供技术支撑。