沙漠机器人可折叠光伏发电系统设计

【摘要】：沙漠作为太阳能最丰饶的地方,是推广和应用太阳能发电得天独厚的场所。同时,将太阳能光伏发电技术运用到沙漠机器人上,利用沙漠机器人测量和采集沙漠环境数据调整姿态,能够提高沙漠机器人的工作效率。本文提出了利用太阳能进行光伏发电,并对沙漠机器人进行充电,为沙漠机器人的工作和移动提供有效的续航能力。根据沙漠机器人可折叠光伏发电系统的要求,整体系统分为三个子系统,分别是太阳能板驱动系统,伪单轴太阳跟踪系统和光电转换的自动充电系统。系统主控器采用的是Silicon Labs公司的C8051f020单片机,GPS模块使用的是SIM908芯片。整个系统在工作时,太阳能板驱动系统接收到储能电池电量不足的充电信号时,逐步完成两侧太阳能电池板的展开,开始对太阳进行跟踪。伪单轴太阳跟踪系统工作时,处理器通过串口读取GPS上的时间、日期和当前的纬度,应用太阳位置算法,把当前的时间日期纬度作为自变量输入,计算出太阳所在位置,将所需偏转的角度信号转换成控制信号,向伺服电机驱动器输出,通过控制伺服电机旋转相应的角度来达到跟踪太阳的效果。接收到的太阳能通过自动充电系统转化为电能储存到储能电池中,实现充电的效果。论文以设计可折叠光伏发电系统为目标,在查阅大量文献的基础上,设计并实现太阳能电池板对太阳的跟踪以及对充电的控制。主要内容为可折叠光伏发电系统的结构设计,太阳跟踪系统的建立,跟踪太阳算法模型的建立和仿真以及整个太阳能电池的充电控制。 【关键词】：沙漠机器人 可折叠电池板 太阳跟踪 自动充电系统
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP242;TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 课题目的及意义7-8
• 1.2 机器人充电技术国内外研究现状8-11
• 1.3 课题来源和主要研究工作11-12
• 1.4 论文组织结构12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 第二章 可折叠光伏发电系统总体设计分析14-21
• 2.1 可折叠光伏发电系统技术指标14-15
• 2.2 可折叠光伏发电系统总体设计15-17
• 2.3 微控制器的选型17-18
• 2.4 光电转换储能计算18-20
• 2.4.1 发电功率的计算18-19
• 2.4.2 蓄电池充电时间计算19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 太阳能板驱动系统设计21-26
• 3.1 伺服电机的选型21-22
• 3.2 太阳能板驱动系统硬件设计22-24
• 3.2.1 电磁锁的硬件设计22-23
• 3.2.2 位置传感器23-24
• 3.3 太阳能板驱动系统软件设计24-25
• 3.4 本章小结25-26
• 第四章 伪单轴太阳跟踪系统设计26-33
• 4.1 太阳跟踪系统分类26-27
• 4.2 太阳位置算法27-28
• 4.3 伪单轴太阳跟踪系统的硬件设计28-31
• 4.3.1 太阳跟踪系统分类28-30
• 4.3.2 GPS模块30-31
• 4.4 伪单轴太阳跟踪系统的软件设计31-32
• 4.5 本章小结32-33
• 第五章 光电转换的自动充电系统设计33-41
• 5.1 光伏发电原理33-35
• 5.2 电池充电方法35-37
• 5.2.1 蓄电池充电方法35-36
• 5.2.2 锂电池的充电方式36-37
• 5.3 太阳能控制器的选择37-40
• 5.4 本章小结40-41
• 第六章 结论与展望41-43
• 6.1 结论41
• 6.2 展望41-43
• 参考文献43-45
• 附录45-60
• 致谢60-61
• 个人简介61

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