极轴坐标系槽式集热双轴跟踪结构的控制方法
专利汇可以提供极轴坐标系槽式集热双轴跟踪结构的控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种极轴 坐标系 的槽式集热双轴 跟踪 结构的控制方法，属于 太阳能 热应用领域，其特征是在于其结构的控制方法是：(1)设定初始值；(2)计算n、δ；(3)计算ωsr、ωss、tss、tsr；(4)计算tz，tz≥tsr，是，执行(5)，否，返回(4)；(5)天阴，是，返回(5)，否，执行(6)；(6)碰到限位 开关 ，是，结构停止，否，执行(7)；(7)计算γs，调整αs、γs，执行(8)；(8)比较R2、R2'、R2”、R2”'，R2＝R2'＝R2”＝R2”'，是，保持αs、γs，执行(13)，否，执行(9)；(9)R2≠R2'≠R2”≠R2”'，是，依次调整αs、γs，执行(13)，否，执行(10)；(10)R2＝R2'≠R2”＝R2”'，是，调整αs，执行(13)，否，执行(11)；(11)R2＝R2”≠R2'＝R2”'，是，结合S调整γs，执行(13)，否，执行(12)；(12)寻找Rmin，依次调整αs、γs，执行(13)；(13)Δt结束，是，执行(14)，否，返回(13)；(14)tz≥tss，是，结构停止；否，执行(5)。，下面是极轴坐标系槽式集热双轴跟踪结构的控制方法专利的具体信息内容。
1.一种极轴坐标系槽式集热双轴跟踪结构的控制方法，极轴坐标系槽式集热双轴跟踪结构包括有槽式聚光板(1)、第一、第二、第三、第四光敏传感器(2、2'、2”、2”')、上部支架(3)、左右上部弯管(4、4')、聚光板支架(5)、真空集热管(6)、热存储器(7)、上、下部底座(8、8')、上下水管道(9、10)、水泵(11)、上部丝杆轴(12)、上部蜗轮蜗杆减速器(13)、上部步进电机(14)、上部支撑平台(15)、倾斜丝杆轴(16)、倾斜轴步进电机(18)、倾斜轴蜗轮蜗杆减速器(19)、倾斜平台(23)、摆动支杆(25)、下部支座(28)、安装在下部底座(8')上的滑动轨道(29)及移动轴承座(30)，其结构是可移动轴承座(30)通过定位螺钉(31)调整在滑动轨道(29)内的位置，摆动支杆(25)上端通过上部支撑销轴(21)与固定在倾斜平台(23)下面的固定支座(20)相铰接，摆动支杆(25)下端通过下部支撑销轴(21”)与可移动轴承座(30)相铰接，下部支座(28)固定在下部底座(8')上，下部支座(28)的上部通过中部支撑销轴(21')与固定在倾斜平台(23)下面的下部轴承座(24)相铰接，安装在倾斜平台(23)上的倾斜轴步进电机(18)和倾斜轴蜗轮蜗杆减速器(19)带动倾斜丝杆轴(16)转动，在倾斜平台(23)上面安装有对上部支撑平台(15)起限位作用的限位开关(22)，倾斜丝杆轴(16)通过上下轴承座(17、17’)安装在倾斜平台(23)上，倾斜丝杆轴(16)的下端安装有编码器(32)，上部支撑平台(15)下部通过穿通孔(35)与倾斜丝杆轴(16)固定连接，上部蜗轮蜗杆减速器(13)和上部步进电机(14)安装在上部支撑平台(15)上，聚光板支架(5)与上部蜗轮蜗杆减速器(13)和上部步进电机(14)带动的上部丝杆轴(12)固定连接，槽式聚光板(1)安装在聚光板支架(5)上，槽式聚光板(1)的四角处分别安装有第一、第二、第三、第四光敏传感器(2、2'、2”、2”')，真空集热管(6)安装在上部支架(3)上，上部支架(3)安装在聚光板支架(5)上，真空集热管(6)左右端分别通过上下水管道(9)、(10)与热存储器(7)连通，槽式聚光板(1)上的光线汇聚到真空集热管(6)上，上、下部底座(8、
8')通过通孔(27、27')固定于地面上；
本发明特征在于对上述结构的控制方法是：首先通过调节可移动轴承座(30)在滑动轨道(29)内的位置确定摆动支杆(25)与地平面的夹角为θ＝φ，φ是当地维度。判断某一天是一年中的第n天，n为正整数，根据式(1)计算出太阳赤纬角δ，则聚光板支架(5)与地面的倾角αs可由式(2)得到，式(2)中的正负号取春夏为正，秋冬为负，太阳方位角γs可由式(3)得到：
αs＝θ±δ (2)
其中ω是太阳时角，中午12点为0°，上午为负，下午为正，每小时的时角为15°，由于地球围绕太阳的运行轨道是椭圆形轨道，因此真太阳时角ωz与太阳时角ω间存在误差。真太阳时角ωz可由式(4)、(5)、(6)计算得到，然后将式(3)中的太阳时角ω用真太阳时角ωz代替，
E＝9.87 sin 2B-7.53 cos B-1.5 sin B (5)
其中由式(7)得到时钟时间t，t＝12点时ω＝0，L为当地的经度，Ls为当地标准时间所在地的经度，由于我国位于东半球，所以式(4)中的正负号应取正号，则真太阳时间tz可由式(8)得到，
每天的日出和日落的方位角可由式(9)得到，其中日出方位角ωsr＝-ωs，日落方位角ωss＝ωs，则每天的日出日落时刻可由式(10)和(11)得到：
ωs＝arccos(-tanφtanδ) (9)
由于公式计算和结构运行都会存在误差，此外，结构在运行过程中可能会部分遮敝，因此，在槽式聚光板(1)上安装有第一、第二、第三、第四光敏传感器(2、2'、2”、2”')，在倾斜丝杆轴(16)上安装有编码器(32)，分别对第一、第二、第三、第四光敏传感器(2、2'、2”、
2”')的电阻值R2、R2'、R2”、R2”'进行比较：
如果，R2＝R2'＝R2”＝R2”'，则说明无极轴误差且槽式聚光板没有被部分遮蔽；
如果R2≠R2'≠R2”≠R2”'，则说明聚光板支架(5)与地面的倾角αs和结构的太阳方位角γs均有误差，首先通过上部蜗轮蜗杆减速器(13)和上部步进电机(14)调整聚光板支架(5)与地面的倾角αs使得R2＝R2”、R2'＝R2”'，然后结合编码器(32)的角度信号S，通过倾斜轴步进电机(18)和倾斜轴蜗轮蜗杆减速器(19)调整结构的太阳方位角γs，使得R2＝R2'、R2”＝R2”'，即R2＝R2'＝R2”＝R2”'；
如果R2≠R2”，但R2＝R2'和R2”＝R2”'，则说明聚光板支架(5)与地面的倾角αs有误，判断R2与R2”的大小，使聚光板支架(5)与地面的倾角αs向电阻值小的一侧运行，直到R2＝R2'＝R2”＝R2”'；
如果，R2≠R2'，但R2＝R2”和R2'＝R2”'，则说明结构的太阳方位角γs有误，判断R2与R2'的大小，使结构的太阳方位角γs向电阻值小的一侧运行，结合编码器(32)的角度信号S，使得R2＝R2'＝R2”＝R2”'；
如果，突然出现四个光敏电阻值中三个相等，一个不等的情况(例如R2＝R2'＝R2”≠R2”')，则说明出现了部分遮蔽情况，判断四个电阻值那个最小，使聚光板支架(5)与地面的倾角αs和结构的太阳方位角γs向电阻值最小的一侧运行，首先调整聚光板支架(5)与地面的倾角αs使得R2＝R2”、R2'＝R2”'，然后结合编码器(32)的角度信号S，调整结构的太阳方位角γs，使得R2＝R2'、R2”＝R2”'，即R2＝R2'＝R2”＝R2”'；
上述控制方法的实施步骤是：
步骤一、根据结构精度要求确定结构最小运行角度Δ，确定每次运行间隔时间Δt，当地经度L和维度φ，当地标准时间所在地的经度Ls，确定摆动支杆(25)与地平面的夹角为θ，水泵流速V，采样编码器(32)的角度信号S；
步骤二、计算某一天在一年中的第n天，由公式(1)计算出当天的太阳赤纬角δ；
步骤三、根据太阳赤纬角δ和当地维度φ，由公式(2)得到聚光板支架(5)与地面的倾角αs，由公式(9)得到当天的日出方位角ωsr和日落方位角ωss，由公式(10)和(11)得到当天的日出时刻tsr和日落时刻tss；
步骤四、根据时钟时间由公式(8)计算真太阳时间tz，判断真太阳时间tz是否大于等于日出时刻tsr，是，执行步骤五；否，返回步骤四；
步骤五、根据第一、第二、第三、第四光敏传感器判断是否阴天，是，返回步骤五；否，执行步骤六；
步骤六、判断是否碰到了限位开关(22)，是，结构停止，否，执行步骤七；
步骤七、根据真太阳时间由公式(3)计算出太阳方位角γs，根据Δ调整聚光板支架(5)与地面的倾角αs和结构的太阳方位角γs，执行步骤八；
步骤八、比较R2、R2'、R2”、R2”'，判断R2＝R2'＝R2”＝R2”'，是，保持聚光板支架(5)与地面的倾角αs和结构的太阳方位角γs，执行步骤十三；否，执行步骤九；
步骤九、判断R2≠R2'≠R2”≠R2”'，是，根据Δ，依次调整聚光板支架(5)与地面的倾角αs使得R2＝R2”、R2'＝R2”'，然后结合编码器(32)的角度信号S，调整结构的太阳方位角γs，使得R2＝R2'、R2”＝R2”'，执行步骤十三；否，执行步骤十；
步骤十、判断是否R2＝R2'≠R2”＝R2”'，是，根据Δ调整聚光板支架(5)与地面的倾角αs使得R2＝R2'＝R2”＝R2”'，执行步骤十三；否，执行步骤十一；
步骤十一、判断是否R2＝R2”≠R2'＝R2”'，是，结合编码器(32)的角度信号S，根据Δ调整结构的太阳方位角γs，使得R2＝R2'＝R2”＝R2”'，执行步骤十三；否，执行步骤十二；
步骤十二、寻找最小阻值Rmin，根据Δ调整聚光板支架(5)与地面的倾角αs使得R2＝R2”、R2'＝R2”'，然后结合编码器(32)的角度信号S，调整结构的太阳方位角γs，使得R2＝R2'＝R2”＝R2”'，执行步骤十三
步骤十三、判断运行间隔时间Δt是否结束，是，执行步骤十四；否，等待行间隔时间Δt结束，返回步骤十三；
步骤十四、判断真太阳时间tz是否大于等于日落时刻，是，结构停止，否，返回执行步骤五。
极轴坐标系槽式集热双轴跟踪结构的控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
16、倾斜轴步进电机18、倾斜轴蜗轮蜗杆减速器19、倾斜平台23、摆动支杆25、下部支座28、安装在下部底座8'上的滑动轨道29及移动轴承座30；其结构是可移动轴承座30通过定位螺钉31调整在滑动轨道29内的位置，摆动支杆25上端通过上部支撑销轴21与固定在倾斜平台23上的固定支座20相铰接，摆动支杆25下端通过下部支撑销轴21”与可移动轴承座30相铰链，下部支座28固定在下部底座8'上，下部支座28的上部通过中部支撑销轴
21'与固定在倾斜平台23下面的下部轴承座24相铰接，安装在倾斜平台23上的倾斜轴步进电机18和倾斜轴蜗轮蜗杆减速器19带动倾斜丝杆轴16转动，倾斜丝杆轴16通过上下轴承座17、17’支撑在倾斜平台23上，倾斜丝杆轴16的下端安装有编码器32，上部支撑平台15下部通过穿通孔35与倾斜丝杆轴16固定连接，上部蜗轮蜗杆减速器13和上部步进电机14安装在上部支撑平台15上，聚光板支架5与上部蜗轮蜗杆减速器13和上部步进电机14带动的上部丝杆轴12固定连接，槽式聚光板1安装在聚光板支架5上，槽式聚光板1的四角处分别安装有第一、第二、第三、第四光敏传感器2、2'、2”、2”'，真空集热管6安装在上部支架3上，上部支架3安装在聚光板支架5上，真空集热管6左右端分别通过上下水管道9、10与热存储器7连通，槽式聚光板1上的光线汇聚到真空集热管6上，上、下部底座8、
8'通过通孔27、27'固定于地面。本发明特征在于对上述结构的控制方法是：
附图说明
具体实施方式
9月22日的日出和日落时角分别为ωsr＝-89.5°和ωss＝89.5°，由公式(10)和(11)得到日出时刻和日落时刻分别为tsr＝6.03和tss＝17.97小时，执行步骤(4)；(4)由公式(8)计算的真太阳时间为tz＝14.72小时，大于日出时刻，执行步骤(5)；(5)没有阴天，执行步骤(6)；(6)没有碰到限位开关22，执行步骤(7)；(7)由公式(3)计算出太阳方位角γs＝58.2°，调整聚光板支架5与地面的倾角αs＝32.0966°和结构的太阳方位角γs＝58.2°，执行步骤(8)；(8)比较第一、第二、第三、第四光敏传感器2、2’、2”、2”’的电阻值R2、R2'、R2”、R2”'，判断R2＝R2'＝R2”＝R2”'，不成立，执行步骤(9)；(9)判断第一、第二、第三、第四光敏传感器2、2’、2”、2”’的电阻值R2≠R2'≠R2”≠R2”'，不成立，执行步骤(10)；
(10)判断第一、第二、第三、第四光敏传感器2、2’、2”、2”’的电阻值R2＝R2'≠R2”＝R2”'，成立，调整聚光板支架5与地面的倾角αs＝32.12°，使得R9＝R10＝R11＝R12，执行步骤(13)；(13)运行间隔时间Δt已结束，执行步骤(14)；(14)判断真太阳时间tz小于日落时刻，返回执行步骤(5)。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 半导体装置 | 2020-05-29 | 183 |
| 穿通时钟设备同步端口的确定方法及装置 | 2020-05-11 | 635 |
| 层叠半导体器件及半导体芯片的控制方法 | 2020-06-24 | 172 |
| 转子发动机 | 2020-06-22 | 753 |
| 穿通时钟设备同步端口的确定方法及装置 | 2020-05-11 | 740 |
| 用于压控振荡器的可消除时钟穿通效应的切换式电容电路 | 2020-05-12 | 740 |
| 半导体装置 | 2020-05-13 | 232 |
| 锁存器 | 2020-06-13 | 723 |
| 半导体器件和半导体器件的操作方法 | 2020-06-03 | 836 |
| 低工作电压宽动态范围图像传感器 | 2020-05-23 | 198 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
