[发明专利]一种高效的定日镜追日跟踪方法

摘要

本发明提供一种高效的定日镜追日跟踪方法，通过计算定日镜所处位置在当前时刻的太阳高度角hs和方位角θs；采用简化的公式替代NREL公布的SPA太阳位置算法，实现太阳高度角和方位角的计算，通过光学反射原理和几何对称原理计算定日镜的追日跟踪位置，发送指令给步进电机控制定日镜的转动，实现定日镜的追日跟踪控制，太阳高度角和方位角的计算方法简单，计算效率高，易于编程实现，具有较高的实用性和可靠性。

主权项

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hs和方位角θs；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(xa、ya、za)，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θs、∠AOF为高度角hs；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。