[發明專利]一種鐵路車站碟式太陽能跟蹤控制系統

在審

• 申請號: 201911255183.0
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110865659A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 劉賢群
• 申請（專利權）人: 湖南鐵路科技職業技術學院
• 主分類號: G05D3/20
• 分類號: G05D3/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 楊千尋;馮振寧

1.一種鐵路車站碟式太陽能跟蹤控制系統，其特征在于，包括太陽能自動跟蹤系統，所述太陽能自動跟蹤系統包括光電跟蹤模塊與視日運動軌跡跟蹤模塊；所述太陽能自動跟蹤系統的硬件結構包括PLC為核心的跟蹤控制單元、時鐘電路、方位角和高度角傳動機構及其連接的太陽能聚光器；所述PLC控制單元輸入端連接有光電檢測模塊、信號處理模塊、GPS模塊、風速傳感器、定位傳感器，所述PLC輸出端連接伺服驅動器；所述伺服驅動器驅動分別控制方位角和高度角傳動機構的伺服電機；所述伺服電機由電流反饋、速度反饋和位置反饋組成的三閉環控制結構進行控制。

2.根據權利要求1所述的鐵路車站碟式太陽能跟蹤控制系統，其特征在于，所述三閉環控制結構以三相異步電機轉子磁場定向矢量控制模型為基礎搭建而成。

3.根據權利要求1所述的鐵路車站碟式太陽能跟蹤控制系統，其特征在于，所述位置反饋包括方位角位置反饋與高度角位置反饋。

4.根據權利要求1所述的鐵路車站碟式太陽能跟蹤控制系統，其特征在于，所述速度反饋取驅動電機輸出軸處的檢測值。

5.根據權利要求3所述的鐵路車站碟式太陽能跟蹤控制系統，其特征在于，所述方位角位置反饋取回轉軸承內齒圈處檢測值；所述高度角位置反饋取高度軸處檢測值。

6.根據權利要求2所述的鐵路車站碟式太陽能跟蹤控制系統，其特征在于，所述三相異步電機轉子磁場定向矢量控制模型包括驅動電機模型、機電運動模型、傳動軸動力學模型。

7.根據權利要求6所述的鐵路車站碟式太陽能跟蹤控制系統，其特征在于，所述驅動電機模型的電磁轉矩表達式為，

T_e＝1.5p(ψ_sdi_sd-ψ_sqi_sq)；

p為極對數，ψ_sd、ψ_sq分別為定子磁鏈d、q軸的分量，i_sd、i_sq分別是定子電流d、q軸分量，ψ_rd、ψ_rq分別為d、q軸轉子磁鏈。

8.根據權利要求6所述的鐵路車站碟式太陽能跟蹤控制系統，其特征在于，所述機電運動模型為，

θ_m為電機軸轉角，J為電機軸上綜合轉動慣量，T_L為電機軸上負載。

9.根據權利要求6所述的鐵路車站碟式太陽能跟蹤控制系統，其特征在于，所述傳動軸動力學模型為，

J_e為驅動電機轉子的轉動慣量，J_s為減速器及太陽能聚光器等效到電機軸上的轉動慣量；T_e驅動電機的輸出轉矩，T_s為太陽能聚光器轉矩；ω_e為電機轉子轉速，ω_s為太陽能聚光器的轉速；C為等效的阻尼系數，K為等效的剛度系數；θ_e、θ_s分別為驅動電機和太陽能聚光器的轉角。