[發明專利]基于光電池Y型布局的太陽方位傳感器及太陽跟蹤裝置

無效

• 申請號: 200910035942.2
• 申請日: 2009-10-14
• 公開（公告）號: CN101694382A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 徐貴力;蔣琦;曹傳東;呂東岳;倪煒基;蘇正偉;李文躍;楊小偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G05D3/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

1.一種基于光電池Y型布局的太陽方位傳感器，其特征在于：包括底座，三 塊光電池呈Y型均勻布置于底座上，三塊光電池在底座底面上的投影互成 120°，所述底座為三面金字塔型、三面錐臺型或倒三面錐臺型，三塊光電池分 別設置于底座的三個工作斜面上，或者所述底座為圓錐形，三塊光電池均勻設 置于錐形斜面上。

2.根據權利要求1所述的基于光電池Y型布局的太陽方位傳感器，其特征 在于：當底座為三面金字塔型、三面錐臺型或倒三面錐臺型時，所述三塊光電 池均勻設置于底座的三個工作斜面上。

3.一種基于光電池Y型布局的太陽跟蹤裝置，包括用于太陽方位探測的太 陽方位傳感器，所述太陽方位傳感器與用于信號采集的采集系統相連，采集系 統與計算機相連，其特征在于：所述太陽方位傳感器包括底座，三塊光電池呈Y 型均勻布置于底座上，三塊光電池在底座底面上的投影互成120°夾角，所述底 座為三面金字塔型、三面錐臺型或倒三面錐臺型，三塊光電池分別設置于底座 的三個工作斜面上，所述太陽方位傳感器設置在云臺上，所述云臺與云臺控制 器相連，所述云臺控制器與計算機相連。

4.根據權利要求3所述的基于光電池Y型布局的太陽跟蹤裝置，其特征在 于：所述計算機內設置有對采集信號進行處理的數據處理模塊和用于根據得到 的數據控制云臺轉動的跟蹤控制模塊。

5.一種基于光電池Y型布局的太陽跟蹤裝置的跟蹤方法：其特征在于：包括 以下步驟

(1)將太陽方位傳感器固定在云臺上，傳感器的中垂線與云臺中軸線重合；

(2)太陽方位傳感器的三路輸出信號由數據采集系統定時采集，三塊光電池 的正極分別接數據采集系統數據卡的三個模擬輸入端，三塊光電池的負極接地；

(3)計算機的數據處理模塊根據傳感器的Y型布局數學模型計算出太陽方位 的偏差，當上下或左右偏差大于設定電壓時由計算機的跟蹤控制模塊產生云臺 動作控制信號；

(4)計算機的跟蹤控制模塊的輸出控制信號接云臺控制器控制云臺的轉動并 最終使太陽方位傳感器中垂線與太陽精確對準。

6.根據權利要求5所述的跟蹤方法，其特征在于：在所述步驟(3)及步 驟4)中，計算機每隔1秒計算一次偏差，計算機每1秒產生一個控制信號并且 上下的控制信號和左右的控制信號交替產生。

7.根據權利要求5所述的跟蹤方法，其特征在于：在所述步驟(3)中，數 據處理模塊根據下式計算太陽方位的偏差

ΔX＝U1-U2

ΔY＝U1+U2-2U3

其中：ΔX和ΔY表示太陽偏轉方向的一組正交的偏差信號，ΔX為太陽縱 向角的偏差，ΔY為太陽橫向角的偏差，U1、U2、U3分別為三片光電池的輸出 電壓。

8.根據權利要求5所述的跟蹤方法，其特征在于：在所述步驟(3)中，數 據處理模塊根據下式計算太陽方位的偏差

ΔX1＝(U1-U2)/(U1+U2)

ΔY1＝(U1+U2-2U3)/(U1+U2+2U3)

其中ΔX1和ΔY1分別為附加除法后計算得到的太陽縱向角的偏差、太陽橫 向角的偏差。