[发明专利]基于光电池Y型布局的太阳方位传感器及太阳跟踪装置

权利要求书

1.一种基于光电池Y型布局的太阳方位传感器，其特征在于：包括底座，三 块光电池呈Y型均匀布置于底座上，三块光电池在底座底面上的投影互成 120°，所述底座为三面金字塔型、三面锥台型或倒三面锥台型，三块光电池分 别设置于底座的三个工作斜面上，或者所述底座为圆锥形，三块光电池均匀设 置于锥形斜面上。

2.根据权利要求1所述的基于光电池Y型布局的太阳方位传感器，其特征 在于：当底座为三面金字塔型、三面锥台型或倒三面锥台型时，所述三块光电 池均匀设置于底座的三个工作斜面上。

3.一种基于光电池Y型布局的太阳跟踪装置，包括用于太阳方位探测的太 阳方位传感器，所述太阳方位传感器与用于信号采集的采集系统相连，采集系 统与计算机相连，其特征在于：所述太阳方位传感器包括底座，三块光电池呈Y 型均匀布置于底座上，三块光电池在底座底面上的投影互成120°夹角，所述底 座为三面金字塔型、三面锥台型或倒三面锥台型，三块光电池分别设置于底座 的三个工作斜面上，所述太阳方位传感器设置在云台上，所述云台与云台控制 器相连，所述云台控制器与计算机相连。

4.根据权利要求3所述的基于光电池Y型布局的太阳跟踪装置，其特征在 于：所述计算机内设置有对采集信号进行处理的数据处理模块和用于根据得到 的数据控制云台转动的跟踪控制模块。

5.一种基于光电池Y型布局的太阳跟踪装置的跟踪方法：其特征在于：包括 以下步骤

(1)将太阳方位传感器固定在云台上，传感器的中垂线与云台中轴线重合；

(2)太阳方位传感器的三路输出信号由数据采集系统定时采集，三块光电池 的正极分别接数据采集系统数据卡的三个模拟输入端，三块光电池的负极接地；

(3)计算机的数据处理模块根据传感器的Y型布局数学模型计算出太阳方位 的偏差，当上下或左右偏差大于设定电压时由计算机的跟踪控制模块产生云台 动作控制信号；

(4)计算机的跟踪控制模块的输出控制信号接云台控制器控制云台的转动并 最终使太阳方位传感器中垂线与太阳精确对准。

6.根据权利要求5所述的跟踪方法，其特征在于：在所述步骤(3)及步 骤4)中，计算机每隔1秒计算一次偏差，计算机每1秒产生一个控制信号并且 上下的控制信号和左右的控制信号交替产生。

7.根据权利要求5所述的跟踪方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，数 据处理模块根据下式计算太阳方位的偏差

ΔX＝U1-U2

ΔY＝U1+U2-2U3

其中：ΔX和ΔY表示太阳偏转方向的一组正交的偏差信号，ΔX为太阳纵 向角的偏差，ΔY为太阳横向角的偏差，U1、U2、U3分别为三片光电池的输出 电压。

8.根据权利要求5所述的跟踪方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，数 据处理模块根据下式计算太阳方位的偏差

ΔX1＝(U1-U2)/(U1+U2)

ΔY1＝(U1+U2-2U3)/(U1+U2+2U3)

其中ΔX1和ΔY1分别为附加除法后计算得到的太阳纵向角的偏差、太阳横 向角的偏差。