点光源跟踪系统设计

2010年湖北赛区点光源跟踪系统设计报告

点光源跟踪系统（B题）

方案设计报告

摘要：本方案使用TI公司生产的MSP430F247为主控芯片，以TPS61062为核心设计了白光LED驱动电路，应用OPA2335作放大器制作了光源检测电路。本系统利用以激光笔为中心水平和垂直方向上对称分布的四个光敏三极管为探测端接收光源信号，再利用自适应环境算法、电机分段调速等多种算法实现激光束对白光光源的实时跟踪。本系统成功完成了基础部分和发挥部分的要求，最终定位误差可控制在1.5cm以内。 关键字: 减速步进电机控制 LED电流控制 自适应算法

一、 系统方案的选择

1. 系统测光部件的选择

方案一：以四个光敏电阻为探测端分别对称分布于激光笔水平和垂直方向上，中心处即激光束发光点。利用光敏电阻在不同光强下电阻值的变化与一个定值电阻串联来输出不同分压值进行判断，当光敏电阻正对光源时电压最大，偏离时电压值线性下降。

方案二：使用四个光敏三极管为测光部件采用方案一的布局方式和工作方式制作探测端，但因三极管有β倍的电流放大作用且光源偏离三极管正对方向时电压值下降的波形斜率更大，所以微小位移的幅值变化更明显。

考虑到二者光敏特性曲线的斜率和幅值变化范围等方面因素，故最终选择方

2010年湖北赛区点光源跟踪系统设计报告

点光源跟踪系统（B题）

方案设计报告

摘要：本方案使用TI公司生产的MSP430F247为主控芯片，以TPS61062为核心设计了白光LED驱动电路，应用OPA2335作放大器制作了光源检测电路。本系统利用以激光笔为中心水平和垂直方向上对称分布的四个光敏三极管为探测端接收光源信号，再利用自适应环境算法、电机分段调速等多种算法实现激光束对白光光源的实时跟踪。本系统成功完成了基础部分和发挥部分的要求，最终定位误差可控制在1.5cm以内。 关键字: 减速步进电机控制 LED电流控制 自适应算法

一、 系统方案的选择

1. 系统测光部件的选择

方案一：以四个光敏电阻为探测端分别对称分布于激光笔水平和垂直方向上，中心处即激光束发光点。利用光敏电阻在不同光强下电阻值的变化与一个定值电阻串联来输出不同分压值进行判断，当光敏电阻正对光源时电压最大，偏离时电压值线性下降。

方案二：使用四个光敏三极管为测光部件采用方案一的布局方式和工作方式制作探测端，但因三极管有β倍的电流放大作用且光源偏离三极管正对方向时电压值下降的波形斜率更大，所以微小位移的幅值变化更明显。

考虑到二者光敏特性曲线的斜率和幅值变化范围等方面因素，故最终选择方

全国大学生电子设计竞赛 2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛

电子设计报告

点光源跟踪系统（B题）

组员：樊华 姚文涵 沈洁 学校：南京师范大学中北学院 专业：电子信息工程

指导老师： 朱晓舒

南京师范大学中北学院 樊华 沈洁 姚文涵 第 1 页 共 21 页

全国大学生电子设计竞赛 2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛

目 录

摘 要 ................................................................................................................................................ 3 关键词 .............................................................................................................................................. 3 一、引言 .....................

重庆邮电大学移通学院毕业设计（论文）

编 号：

审定成绩：

重庆邮电大学移通学院 毕业设计（论文）

设计（论文）题目： 光源跟踪随动系统

单 位（系别） ： 自动化系 学 生 姓 名 ： 杨朕

专 业 ： 电气工程及其自动化 班 级 ： 05110801 学 号 ： 0511080132 指 导 教 师 ： 蒋建春 答辩组 负责人 ： 程安宇

填表时间： 20 年 月

重庆邮电大学移通学院教务处制

重庆邮电大学移通学院毕业设计（论文）

摘要

目前太阳能是一种清洁无污染的能源, 发展前景非常广阔, 太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术。然而它也存在着间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题, 这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的, 没有充分利用太阳能资源, 发电效率低下。据实验, 在太阳能光发电中, 相同条件下, 采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发

学号 20100608050337

密级 公 开

兰州城市学院本科毕业论文

基于PLC控制的太阳能发电板光源跟踪系统

设计

学院名称: 培黎工程技术学院 专业名称: 机械设计制造及其自动化 学生姓名: 易 统 指导教师: 同长虹

二零一四年五月

BACHELOR’S DEGREE THESIS OF LANZHOU CITY UNIVERSITY

Solar Panels Light Track Design Based on

PLC Control System

College: School of Bailie Engineering & Technology Subject: Mechanical Design Manufacturing and Automat

太阳能跟踪系统设计

摘要

太阳能作为一种可以永续使用的绿色可再生能源，有着巨大的开发应用潜力。但由于光伏电池的输出特性与外界环境因素的变化有很大关系，目前大规模量产的光伏电池光电转换效率仍然不高且价格昂贵。光伏发电自动跟踪装置是提高太阳能利用率，降低光伏发电成本的有效途径。研究精确的太阳跟踪装置，可使光伏电池板接收到更多的太阳辐射能量，增加发电量。本文实现了用廉价的光敏元件和单片机电路进行太阳跟踪的功能。 分析了太阳运行规律，在对比目前常用跟踪方法的基础上，改进了以往的跟踪方式。提出将光电跟踪作为主要跟踪方式，视日运动轨迹跟踪方式作为特殊天气情况下补充跟踪方式的方案。通过两种跟踪方式互补，一方面可以充分发挥光电跟踪准确性高的优势，另一方面在阴天等天气条件下仍能实现跟踪。此外，为了确保跟踪的结果准确，在方位角和高度角调整之后，增加了一组传感器电路进行跟踪结果的验证。

通过对控制系统所实现的功能分析，论文完成了跟踪系统的硬件和软件设计。主要内容包括：单片机接口电路设计、光强检测电路设计、控制执行部件设计以及光电跟踪和视日运动轨迹跟踪模块的软件设计。完成了跟踪系统试验装置的制作。

本文所设计的光伏发电自动跟踪系统结构简单，成本低廉，运行稳定，可广泛

毕业设计论文

学 院： 机械工程学院

专 业： 机械设计制造及其自动化 题 目： 焊缝自动跟踪系统设计 -焊接小车车身设计

2010年6月

摘要

随着制造业的不断发展，传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量、数量要求，提高焊接自动化程度已成为现代焊接工艺发展的关键问题。焊接机器人的发明使焊接自动化产生革命性的进步，它的出现极大地提高了焊接生产的自动化水平，使焊接工艺的生产效率和生产质量产生了质的飞跃。本文设计了一种能够完成焊缝自动跟踪系统的全位置爬行式焊接机器人系统。

首先，本文从整体上介绍了一种采用履带式爬行机构的全位置焊接机器人系统，详细地阐述了系统的组成和工作原理。该系统由爬行机构、焊接系统、视觉跟踪系统及控制系统组成。

其次，本文介绍了焊接机器人焊接小车部分及焊枪摆动机构的设计情况，对小车车体组成和各部分结构功能进行了说明和

电力电子技术

ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ

Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．９Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２００８

第４２卷第９期２００８年９月

定稿日期：２００８－０５－２３作者简介：马

健（１９７９－），男，安徽阜阳人，硕士研究生，研究方向为机电一体化、嵌入式技术。

１引言

随着社会经济的快速发展，人类所面临的能源问题越来越突出。太阳能作为一种清洁能源，受到了各国的普遍重视，因此如何提高太阳能的利用率成为了研究热点。太阳跟踪是提高利用率的一种途径，其方式主要有光电式和机械式。前者为被动跟踪，受环境影响较大，尤其在多云或阴天时；后者为主动式，由程序计算出太阳位置，控制步进电机跟踪太阳，目前国内多采用该方式。现采用基于３２位ＡＲＭ嵌入式微控制器ＬＰＣ２２９０来构建平台，利用高精度的太阳位置坐标模型，以步进电机作为执行机构，通过步进电机的开环控制，以及程控跟踪的方式，大大提高了跟踪精度，实现了全自动跟踪，对于实现大型太阳能热发电具有重要意义。

２

系统功能与结构

２．１

系统组成及结构

图１示出跟踪系统的硬件组成。

太阳跟踪装置主要由微处理器控制单元、光电检测单元、液晶显示模块、存储单元和键盘及相应的

外围电路、手动控制单元等组成。软件部分包括操作

系统的移植和太阳位置计算程序的编写。２．

摄影

教你拍摄点光源照亮的建筑物

在大城市和小城镇中，通常很容易找到被点光源照亮以实现生动效果的建筑物，如教堂和政府建筑，这些建筑也成为天黑后很好的拍摄对象。拍摄此类建筑物的最佳时间是太阳刚刚下山，而蓝色天空中仍有微光时。我在日落后拍摄了Notre Dame Cathedral(如图9-17所示)，此时天空还显出一种明亮的深蓝色，而点光源刚刚打开，这真是一天中的神奇时刻。这是利用中央重点加权测光特性(如果相机有该特性)的最佳时刻，方法是用具有平均亮度区域的测光读数，该区域不能包括任何很深的阴影和实际的点光源。如果没有中央重点加权测光特性，也可使用矩阵测光，但是要尝试包括一个混有亮暗部分的区域。如果必须使用较高的ISO，可使用它并且会得到较好的效果，如果可以避免，当然要消除相机抖

动的影响，并且这样做的唯一代价是少量的数码噪点。

关于此照片：对于电光源照亮的建筑物，照明师已经为您完成很多任务。

NOTRE DAME CATHEDRAL也不例外，在天空任有微光的情况下

使用尼克尔18-70mm

镜头拍摄，1/10S F/3.5 ISO800 手持相机。

摄影

9.2.8 闪烁的焰火棒和长时间曝光

如果在夜间摄影中寻找真正的创意挑战，那么对正在玩闪烁焰火棒的人进行长时

光伏系统最大功率点跟踪方法

第２５卷第２期２００７年４月

可再生能源

ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓ

Ｖｏｌ．２５Ｎｏ．２Ａｐｒ．２００７

光伏系统最大功率点跟踪方法

李

玲，谢

建，杨祚宝

６５００９２）

（云南师范大学太阳能研究所，云南省农村能源工程重点实验室，昆明云南

摘

要：最大功率点跟踪是光伏发电系统中重要的问题。在对太阳电池特性曲线分析的基础之上，阐述了几种

常用的光伏系统最大功率点的追踪方法。文章总结并分析了各种方案的优缺点。关键词：光伏系统；最大功率追踪中图分类号：ＴＭ６１５

文献标志码：Ｂ

文章编号：１６７１－５２９２（２００７）０２－００８５－０３

Ｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｔｒａｃｉｎｇｉｎｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓｙｓｔｅｍ

ＬＩＬｉｎｇ，ＸＩＥＪｉａｎ，ＹＡＮＧＺｕｏ－ｂａｏ

（ｓｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＹｕｎｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＹｕｎｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００９２，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎ