[发明专利]一种高效的定日镜追日跟踪方法

权利要求书

1.一种高效的定日镜追日跟踪方法，其特征在于：

首先，通过GPS定位得到定日镜所处位置的经纬度，计算定日镜所处位置在当前时刻的太阳高度角h_s和方位角θ_s；

其次，通过光学反射原理和几何对称原理确定太阳至定日镜连线与定日镜至吸热器连线夹角的平分线；确定步骤如下：

第一步，设定日镜所处的位置为O点，太阳光入射光线向量为AO，吸热器位于B点，镜面反射向量为OB，以O点为原点建立空间三维坐标系，其中东西为X轴，向东为正，南北为Y轴，向南为正，天地为Z轴，向天为正；

第二步，O点坐标为(0,0,0)，以O为中心点，以O点到B点的距离为半径R，建立一个球面，A点为任意时间太阳入射光与球面的交点，设坐标为(x_a、y_a、z_a)，F点为A点在面XOY平面上的投影点，其中AO为入射光路径，OB为反射光路径；

第三步，由太阳高度角和方位角的定义和计算过程可知∠XOF为方位角θ_s、∠AOF为高度角h_s；在空间上取AB中点为E，则EO即为入射光路径AO和反射光路径OB的平分线；

最后，通过该平分线得出定日镜当前的水平角度和旋转角度，从而控制定日镜的驱动执行机构将定日镜转动正确的角度，实现定日镜的追日跟踪控制；所述定日镜的驱动执行机构为两个步进电机，步进电机工作过程中通过位置编码器记录步进电机的运行步数，实现控制反馈，校正定日镜的跟踪误差。

2.根据权利要求1所述的高效的定日镜追日跟踪方法，其特征在于：所述太阳高度角h_s和方位角θ_s通过下式计算得到：

sinh_s＝sinδ·sinφ+cosδ·cosφ·cosω

其中，φ为定日镜所处位置的纬度，δ为太阳赤纬角，ω为太阳自转的时角。

3.根据权利要求2所述的高效的定日镜追日跟踪方法，其特征在于：计算太阳赤纬角δ通过下式计算得到：

其中，n是一年中的第几天；

太阳自转的时角ω＝(12-T)×15°，其中，T为当地真太阳时，具体计算公式为：

其中，T_Local为当地的时间，J为定日镜所处的经度与当地时间的经度差，西半球为正号，东半球为负号，T_sc为定日镜所处位置与北京时差。

4.根据权利要求1所述的高效的定日镜追日跟踪方法，其特征在于：控制驱动执行机构运转过程中，采用定时复位程序定期对定日镜控制器进行归位操作来消除控制累积误差。