碟式太阳能自动跟踪系统传动机构误差研究

【摘要】：太阳能集热发电是新能源利用的一种主要形式,其中碟式太阳能集热发电效率高、开发潜力大。碟式太阳能集热发电是点聚焦集热发电设备,其在工作时需要与设置配套的碟式太阳能自动跟踪系统来辅助完成太阳位置跟踪工作。碟式太阳能自动跟踪系统的跟踪精度会直接影响设备的发电效率,深入开展碟式太阳能自动跟踪系统精度方面的研究,具有重要意义。 首先,由碟式太阳能自动跟踪系统出发,具体分析了引起误差的各种因素,包括控制系统误差、传动机构误差、其它部分误差等。由于碟式太阳能自动跟踪系统传动机构误差会随着传动类型的变化而变化,具有较强的研究可行性以及较大的优化空间,因此,文章以碟式太阳能自动跟踪系统传动机构为研究对象,进行深入研究。 其次,在已有的1kW碟式太阳能自动跟踪系统工作平台的基础上,研究设备跟踪精度不高的原因,选择跟踪精度尽可能高的传动机构与其匹配。并根据传动机构特性推导高度角以及方位角方向的驱动方程,建立传动机构三维模型。文章中高度角拟使用丝杠螺母传动机构,方位角拟使用双蜗杆单蜗轮传动机构。 最后,利用ADAMS软件强大的仿真分析能力,对建立的碟式太阳能自动跟踪系统传动机构三维模型进行运动学仿真和动力学仿真,并输出仿真数据；再依据仿真过程中得到的力学数据,使用ANSYS软件对传动机构进行结构力学分析及模态分析。综合两种软件的分析结果,得到所研究碟式太阳能自动跟踪系统传动机构的误差。 研究结果显示,该碟式太阳能自动跟踪系统传动机构的跟踪轨迹与太阳运行轨迹趋势相符,传动机构主驱动件运行稳定,满足设备工作要求；同时,该传动机构由运动学产生的误差为±0.0030°,由结构力学产生的误差为±0.0060°,故传动机构总体跟踪误差约为±0.0090°；由结构力学仿真结果可知,零部件受力形变量远小于材料许用形变量,传动机构安全可靠。 总而言之,丝杠螺母传动机构与蜗轮蜗杆传动机构既可以自锁,又具有较高的传动精度。该研究为提高碟式太阳能自动跟踪系统传动机构的精度奠定了一定的理论基础,同时,提出了碟式太阳能自动跟踪系统精度研究方面的不足,为后续研究提供了方向。特别是风载对于碟式太阳能自动跟踪系统精度的影响,此项研究虽有一定的困难,但意义十分重大。 【关键词】：碟式太阳能 传动机构 丝杠螺母 蜗轮蜗杆 运动学仿真 误差分析
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK513.4
【目录】：

• 目录5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 插图索引10-11
• 附表索引11-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题研究背景与意义12-13
• 1.2 碟式太阳能自动跟踪系统研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.2.3 国内外研究现状启示15
• 1.3 论文主要研究内容15-18
• 第二章 碟式太阳能自动跟踪系统误差分析18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 控制系统误差18-21
• 2.2.1 软件系统误差19-21
• 2.2.2 硬件系统误差21
• 2.3 传动机构误差21-25
• 2.3.1 回转传动机构误差21-24
• 2.3.2 直线传动机构误差24-25
• 2.4 其它部分误差25-28
• 2.4.1 工作平台误差25-26
• 2.4.2 安装连接误差26-27
• 2.4.3 润滑和密封造成的误差27-28
• 2.4.4 风载造成的误差28
• 2.5 小结28-30
• 第三章 传动系统构建及驱动方程推导30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 传动系统构建30-35
• 3.2.1 工作平台简介30-32
• 3.2.2 传动机构选取32-35
• 3.3 传动机构驱动方程推导35-40
• 3.3.1 驱动方程推导基础35-36
• 3.3.2 日出日落时间计算36-38
• 3.3.3 驱动方程推导38-40
• 3.4 小结40-42
• 第四章 仿真结果分析及误差计算42-60
• 4.1 引言42-44
• 4.1.1 仿真软件简介42-43
• 4.1.2 传动机构三维模型43-44
• 4.2 运动学误差计算44-50
• 4.2.1 高度角运动学分析45-47
• 4.2.2 方位角运动学分析47-49
• 4.2.3 动学误差合成49-50
• 4.3 主驱动机构角速度及角加速度仿真50-53
• 4.3.1 丝杠角速度及角加速度仿真50-51
• 4.3.2 蜗杆角速度及角加速度仿真51-53
• 4.4 动力学仿真分析53-56
• 4.4.1 传动机构力学仿真53-55
• 4.4.2 传动机构受力形变误差分析55-56
• 4.5 主要部件模态分析56-58
• 4.5.1 高度角传动机构模态分析56-57
• 4.5.2 方位角传动机构模态分析57-58
• 4.6 小结58-60
• 结论与展望60-62
• 结论60-61
• 展望61-62
• 参考文献62-67
• 致谢67-68
• 附录A 攻读学位期间取得的成果(论文、专利、奖励)68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于PIC的单轴光伏自动跟踪系统的设计    额尔和木图;

一种太阳能电池自动跟踪系统的设计    黄金土;

“立窑煤、料、水自动跟踪系统”和“微机核子秤计量熟料系统”通过鉴定    王前政;

base自动跟踪系统    南敬实

太阳能光伏发电自动跟踪系统    郭忠文;

太阳自动跟踪系统的设计    尤金正;邹丽新;周同;王海燕;杜伟巍;

一种地球站发射与接收天线自动跟踪系统设计    陈思鸿;刘青梅;刘传惠;

基于FPGA的太阳能自动跟踪控制系统    白一鸣;孟宪尧;

提供高精度空间位置信息的单站跟踪系统    铁生;

肥城市泥厂两项科研成果通过鉴定    王前政;

自动钨极氩弧焊的焊缝自动跟踪系统    

基于焊丝干伸长传感的焊矩高度自动跟踪系统    鲍云杰;朱志明;于松涛;

出铁场水冲渣自动跟踪系统    程线;林鹰;邓仁明;

糖果包装机自动跟踪系统的研制    陈少克;陈少波;

光伏发电自动向日跟踪系统的开发    王斯成;陈子平;何增先;鲍道初;王贵录;

声纳伺服系统对目标信号幅度脉冲起伏的响应    程玉胜;朱静霞;

铝合金薄板长直焊缝的自动跟踪系统    赵征;

基于虚拟仪器的太阳能电池板自动跟踪系统    张重雄;和珊;王磊;

GPS在气球天文观测中的应用    李小青;刘善昭;杭恒荣;王楠森;张仁健;宫一忠;

双色副面组合馈电技术应用实例--CBERS地面接收天馈系统    张宝全;

警情自动跟踪系统让监控设施更加耳聪目明    何磊

向日葵式自动跟踪系统设计    山东 沈传魁

沙尘暴天气有望精确预报    王瑟

我省180余家企业盛装亮相    记者 孙秀霞

高素质官兵让智能武器更聪明    李建文

“车间农业”挣大钱    本报记者 吴晓征

“车间农业”绽异彩    孙友虎

保定高新区 “寒冬”中做暖“小气候”    寇国莹

MES分担制造环保压力    谭啸

华北测井形成系列测井新技术    郭丹君马献珍

基于视觉传感的药芯焊丝水下焊接焊缝自动跟踪系统    石永华

铜包铝线坯高速TIG焊工艺与焊缝跟踪及熔宽控制    李云峰

高炮火控系统各子系统间信息传递的优化技术    张贤椿

陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究    姬伟

基于ARM的太阳自动跟踪系统设计    周棋

碟式太阳能自动跟踪系统传动机构误差研究    邵磊

太阳自动跟踪系统研究    史伟会

微机太阳能自动跟踪系统的研究    周炳臣

双轴式太阳自动跟踪系统的研究    莫伦伟

太阳能板自动跟踪系统    张翔

高倍聚光光伏自动跟踪系统的设计    黄茜

企业铁路车辆与货物自动跟踪系统的研究    李烨

基于GPS技术的飞行目标的信息处理与自动跟踪系统    刘治彬

基于CCD焊缝自动跟踪系统的研究    降雨志