[发明专利]太阳能自动跟踪系统的跟踪方法

权利要求书

1.一种太阳能自动跟踪系统的跟踪方法,其特征在于，太阳能自动跟踪系统包括太阳能自动跟踪装置,所述太阳能自动跟踪装置包括传感器模块（1）、微处理器模块（2）和步进驱动模块（3）,传感器模块（1）和步进驱动模块（3）分别与微处理器模块（2）相通信，所述传感器模块（1）包括光电传感器（14）和位置传感器（11）,所述位置传感器（11）放置于一个不透明的顶部正中心开有小孔(13)的长方体盒子（12）内，并且位置传感器（11）的中心放置于盒子（12）内的小孔（13）的正下方；4个光电传感器（14）分别设置于盒子外部四个底边的中心位置；

包括以下步骤：

1)首先利用光电传感器进行跟踪，再用位置传感器PSD采集太阳的方位信息而获得的坐标(X，Y)进行精确跟踪；

2)在位置传感器进行跟踪过程中，1)位置传感器（11）测定二维平面里的位置坐标,二维位置传感器具有两对相互垂直的输出电极，一对确定X轴方向的位置坐标，另一对确定Y轴方向的位置坐标；

3)当太阳光照通过原圆孔照射到位置传感器上时，得到位置传感器的四个输出电极的电流信号值X1，X2，Y1，Y2；

4)电流信号经过I/V转换变为电压信号，经过模拟加减运算电路和二象限模拟除法器得到太阳的位置坐标（X，Y）；

5）得到的电压位置信号经过模数转换后送到微处理器模块并保存到与处理器连接的存储器模块中，由微处理器计算后输出对应的脉冲给步进驱动器，再由步进驱动器驱动步进电机，步进电机带动转台转动，使碟面或者光伏板正对太阳；

6)当传感器检测不到太阳光时，从存储器模块中调用当前时间对应的步进电机跟踪的历史数据到控制器中，再由控制器输出脉冲控制步进电机进行跟踪。

2.根据权利要求1所述的太阳能自动跟踪系统的跟踪方法,其特征在于，当风速检测仪检测的风速过高时，系统进入待机模式，实现自我保护以及省电功能。

3.根据权利要求1所述的太阳能自动跟踪系统的跟踪方法,其特征在于，在所述步骤1）中，轴和Y轴为经过位置传感器中心的相互垂直的两轴，光电传感器一和光电传感器二设置于X轴上，当有太阳光照射时，光电传感器一和光电传感器二分别输出电流信号I1和电流信号I2，将电流信号I1和电流信号I2转换成电压信号A1和电压信号A2，将电压信号A1和电压信号A2送入比较器内进行比较，当电压信号A2的电流值>电压信号A1的电流值时，表示太阳光的入射方向偏向光电传感器二一侧，则此时驱动垂直方向的步进电机进行跟踪，从而减小太阳高度角α；

光电传感器一和光电传感器二设置于Y轴上，当有太阳光照射时，光电传感器三和光电传感器四分别输出电流信号I3和电流信号I4，将转换成电压信号B1和电压信号B2，将电压信号B1和电压信号B2送入比较器内进行比较，当电压信号B1的电流值>电压信号B2的电流值时，表示太阳光的入射方向偏向光电传感器三一侧，则此时驱动水平方向的步进电机进行跟踪，太阳光入射方向。

4.根据权利要求1所述的太阳能自动跟踪系统的跟踪方法,其特征在于，在所述步骤4）中，位置传感器信号调整电路的处理过程包括以下步骤：

1)位置传感器四个电极的输出端经过I/V转换电路后，分别对应输出X1、X2、Y1、Y2四个电压信号；

PSD测量太阳光的光电位置公式为：

X=L2×(X2+Y1)-(X1+Y2)X1+X2+Y1+Y2]]>

Y=L2×(X2+Y2)-(X1+Y1)X1+X2+Y1+Y2]]>

2)I/V转换电路将位置传感器(PSD)输出的电流信号转换为电压信号;

3)通过四个加法运放电路，得出输出信号分别为：-(X1+Y1)；-(X2+Y1)；-(X1+Y2)；-(X2+Y2)；

4)将加法运放电路输出的四个信号再送到三个加法运算电路中，得到输出值：(X1+Y1)-(X2+Y2)；(X2+Y1)+(X1+Y2)；(X1+Y2)-(X2+Y1)；

5)两个加法运算电路中的输出信号再送入反相器，得到输出值：

-(X1+Y1)+(X2+Y2)和-(X1+Y2)+(X2+Y1)，即位置坐标(X,Y)的分子值；(X2+Y1)+(X1+Y2)为位置坐标的分母值；

6)AD538芯片是二象限模拟除法器，其传递函数为：

V0=VY·(VZVX),]]>

AD538的引脚3为V_Z，分别输入-(X1+Y1)+(X2+Y2)，-(X1+Y2)+(X2+Y1)，引脚15为V_X，输入(X2+Y1)+(X1+Y2)，引脚10为V_Y，设置为L/2，L为PSD的边长,则引脚8V₀输出太阳光点位置坐标的电压值。