[发明专利]一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋轨道控制方法

说明书

本发明公开了一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋轨道控制方法，其所需装置由三部分组成：太阳能供电系统、自主移动载体和中央控制器。所述太阳能供电系统由太阳能电池板、蓄电池、太阳能电池板万向自旋装置组成，其用于整体的供电；所述自主移动载体可以是无人车、无人船或其他可自主移动物体，其安装有行驶和转向驱动装置、GPS/北斗定位芯片、自动避障装置以及通讯接口；所述中央控制器是安装在自主移动载体上的PLC控制器、单片机以及ARM板，其具有控制功能，用于实现太阳能电池板万向控制、蓄电池电量监测以及自主移动载体监控。本发明无需增加其它传感组件，通过Matlab快速计算并控制太阳能电池板精确旋转，其成本经济，方便实用。

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体为一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋轨道控制方法。

背景技术

太阳能，是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。

随着人力成本的逐渐增加，无人车、无人船等自主移动载体越来越受到关注。太阳能供电系统是户外自主移动载体的必备组件之一。如何确保载体在自主移动过程中，使其搭载的太阳能电池板能时刻保持最大程度的吸收太阳能，是提高自主移动载体作业时间的关键技术之一。

而传统的太阳能板多采用朝南固定方向的安装方式，既无法及时根据太阳直射角度调整太阳能板方向，也无法自主确定南北方向，导致太阳能板不能在移动状态下实时判断太阳光直射方向，无法调整最佳的太阳能板角度，不适用于移动式载体上，太阳能利用率较差。为了解决上述存在的问题，本发明设计了一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋轨道控制方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的太阳能板多采用朝南固定方向的安装方式，既无法及时根据太阳直射角度调整太阳能板方向，也无法自主确定南北方向，导致太阳能板不能在移动状态下实时判断太阳光直射方向，无法调整最佳的太阳能板角度，不适用于移动式载体上，太阳能利用率较差等缺点，而提出一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋轨道控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于自主移动载体的太阳能电池板万向自旋轨道控制方法，其所需装置由三部分组成：太阳能供电系统、自主移动载体和中央控制器，其中，太阳能供电系统以及中央控制器均安装于自主移动载体上；

所述太阳能供电系统由太阳能电池板、蓄电池以及太阳能电池板万向自旋装置组成；

所述自主移动载体可以是无人车、无人船或其他可自主移动物体，其安装有行驶和转向驱动装置、GPS/北斗定位芯片、自动避障装置以及通讯接口；

所述中央控制器由PLC控制器、单片机以及ARM板组成，其中，单片机内寄存有Matlab程序；

其控制方法为：

第一步、通过自主移动载体中的GPS/北斗定位芯片获取当前方向、经纬度和时间信息，同时计算并得到当前的时间点、当前的经度、当前的纬度、当前的日序数、当前太阳直射角度的方位角以及当前太阳直射角度的高度角；

第二步、将当前的时间点、当前的经度、当前的纬度、当前的日序数、当前的太阳能板支架与正南方向夹角以及当前的太阳能板支架与水平面夹角的参数输入至中央控制器中单片机内的Matlab程序中，再分别计算太阳能电池板万向自旋装置中推杆电机中推杆的上下摆动角度以及旋转板的旋转角度，即可得到太阳能电池板所需转动角度；

第三步、中央控制器通过PLC控制器将指令发给太阳能电池板万向自旋装置，太阳能电池板万向自旋装置使得太阳能电池板始终垂直于太阳直射角度。

优选的，所述当前太阳直射角度的方位角以及当前太阳直射角度的高度角的计算公式分别为：