[發明專利]方位角自動調整的太陽光照模擬裝置和方法

有效

• 申請號: 201210279822.9
• 申請日: 2012-08-08
• 公開（公告）號: CN102789240A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 方偉;王紅睿;王玉鵬;葉新
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

1.方位角自動調整的太陽光照模擬裝置，包括小型太陽模擬器（6），其特征在于，該裝置還包括導軌（1）、位移傳動裝置（3）、反射鏡（5）、運動平臺（7）、旋轉傳動裝置（8）、高度調整機構（12）、人機交互單元和電控單元；反射鏡（5）與高度調整機構（12）相連；反射鏡（5）與旋轉傳動裝置（8）相連，旋轉傳動裝置（8）安裝在運動平臺（7）上；位移傳動裝置（3）安裝在運動平臺（7）；運動平臺（7）安裝在導軌（1）上；

小型太陽模擬器（6）提供模擬太陽光；

人機交互單元和電控單元用于對太陽光照模擬裝置的自動控制。

2.根據權利要求1所述的方位角自動調整的太陽光照模擬裝置，其特征在于，位移傳動裝置（3）包括滾珠絲杠（3-1）和固定件（3-2），位移驅動電機（2）設置在固定件（3-2）上，運動平臺（7）與滾珠絲杠（3-1）相連。

3.根據權利要求1所述的方位角自動調整的太陽光照模擬裝置，其特征在于，旋轉傳動裝置（8）包括減速器（8-1）和旋轉軸（8-2），旋轉電機（9）安裝在旋轉減速器（8-1）上，反射鏡（5）固定安裝在旋轉軸（8-2）上，傾角測量單元（10）安裝在旋轉軸（8-2），旋轉傳動裝置（8）通過旋轉支架（13）安裝在運動平臺（7）上。

4.根據權利要求1所述的方位角自動調整的太陽光照模擬裝置，其特征在于，該裝置還包括位移測量單元（4），位移測量單元（4）安裝在導軌（1）上。

5.根據權利要求1所述的方位角自動調整的太陽光照模擬裝置，其特征在于，該裝置還包括限位裝置（11），限位裝置（11）包括正向接近開關（11-1）、零位接近開關（11-2）和負向接近開關（11-3），且三者分散安裝在導軌（1）附近。

6.方位角自動調整的太陽光照模擬方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一：旋轉或調整小型太陽模擬器（6）的高度，使小型太陽模擬器（6）主光軸AB對準反射鏡（5）的中心；

步驟二：初始化電控單元；

步驟三：將小型太陽模擬器（6）主光軸AB到待測太陽跟蹤裝置的垂直距離h，與方位角變化相關的設置數據D_p，包括方位角初始值、方位角變化模式、方位角變化速度參數，通過人機交互單元發送到電控單元；

步驟四：人機交互單元發送光照試驗開始指令到電控單元；

步驟五：電控單元根據方位角變化設置數據D_p，計算當前時間t的參考太陽方位角γ_d(t)

γd(t)=g(t,D_p)

其中函數g(?)為計算期望入射模擬太陽光方位角的函數；

計算時刻t的反射鏡繞軸線方向CD的傾角參考β_d(t)?

βd(t)=γd(t)2+3π4;]]>

計算時刻t的反射鏡位移參考y_d(t)

yd(t)=htan(γd(t)2+3π4);]]>

電控單元讀取時刻t時反射鏡傾角反饋β(t)；

電控單元根據反射鏡參考傾角β_d(t)、反射鏡傾角反饋β(t)，生成旋轉驅動電機（9）的控制量；

電控單元讀取位移測量單元（4）的輸出值，生成時刻t時反射鏡位移反饋y(t)；

電控單元根據反射鏡位移反饋y(t)、反射鏡位移參考y_d(t)，生成位移驅動電機（2）的控制量。