基于环境因素与模糊识别的太阳自动跟踪控制策略.PDF

第 31 卷 第 9 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.9 2015 年 5 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2015 195 ·农业生物环境与能源工程· 基于环境因素与模糊识别的太阳自动跟踪控制策略 1,2 1,2 1,2 2 1,2 1,2 1,2 王林军 ，门 静 ，许立晓 ，张 东 ，邓 煜 ，吕耀平 ，陈艳娟 （1. 兰州理工大学机电工程学院，兰州 730050 ； 2. 兰州理工大学西部能源与环境研究中心，兰州 730050 ） 摘 要：提高太阳自动跟踪控制系统的运行稳定性和跟踪精度，需要考虑外界环境因素对系统的影响及选择适当的跟踪 方式。目前，太阳自动跟踪系统普遍采用光电跟踪和程序跟踪相结合的混合跟踪方式，将光强值与光强阈值的差值作为 切换跟踪方式的依据。当光强值趋近光强阈值时，会造成跟踪方式频繁的切换，该文针对该问题，以外界光强大小、光 强变化和风速大小为特征目标，利用 MATLAB 中的模糊识别方法归类总结了天气情况和系统运行情况，建立了一种基于 环境因素判断的模糊识别系统，通过仿真验证，得到了天气类型和系统的运行情况，仿真结果完全符合推理条件，并与 计算所得结果基本一致。该研究为太阳自动跟踪系统的启停和跟踪方式的切换提供了可靠的理论支持，且具有较高的实 用性和可行性。 关键词：太阳能；跟踪；模糊系统；环境因素；模糊推理规则；MATLAB；光电传感器 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.09.030 中图分类号：TM615 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-09-195-06 王林军，门 静，许立晓，等. 基于环境因素与模糊识别的太阳自动跟踪控制策略[J]. 农业工程学报，2015，31(9)： 195－200. Wang Linjun, Men Jing, Xu Lixiao, et al. Solar auto-tracking control strategy based on environmental factors and fuzzy identification[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(9): 195 － 200. (in Chinese with English abstract) 根据控制器中的太阳轨迹计算模块实时算出某地不同 0 引 言 时刻所对应的太阳的高度角和方位角，从而调整跟踪 伴随着能源危机和日益严重的环境问题，人们逐 系统对其进行跟踪；而光电跟踪的原理是文章研究的 渐转向开发和利用太阳能等新型能源。其中，太阳能 一个重点问题，它们之间的自动切换是一个难点。通 发电被认为是一种最理想的太阳能利用方式，为了最 过分析外界环境对系统造成的影响，文章提出了一种 大程度的获取太阳能量，发电装置的跟踪系统普遍采 基于环境因素与模糊识别的太阳自动跟踪控制策略， 用光电跟踪和程序跟踪相结合的混合跟踪方式对太阳 利用 MATLAB 中的模糊识别方法对环境因素进行分 的位置进行实时追踪，但由于整个跟踪系统置于室