发明名称 方位角自动调整的太阳光照模拟方法
摘要 方位角自动调整的太阳光照模拟装置和方法,属于太阳光照模拟技术领域,为了解决现有技术无法提供辐照度、模拟太阳光的发散角、不均匀度等各项指标良好的模拟太阳光,该装置反射镜与旋转传动装置相连,旋转传动装置安装在运动平台上;位移传动装置安装在运动平台;运动平台安装在导轨上;小型太阳模拟器提供模拟太阳光;人机交互单元和电控单元用于完成对系统的自动控制;该方法:使小型太阳模拟器主光轴AB对准反射镜的中心;初始化电控单元;将初始值通过人机交互单元发送到电控单元;电控单元再根据反射镜参考倾角、反射镜倾角反馈,生成旋转驱动电机的控制量;电控单元根据反射镜位移反馈、反射镜位移参考,生成位移驱动电机的控制量。<!--1-->
申请公布号 CN102789240B 申请公布日期 2014.10.15
申请号 CN201210279822.9 申请日期 2012.08.08
申请人 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发明人 方伟;王红睿;王玉鹏;叶新
分类号 G05D3/12(2006.01)I 主分类号 G05D3/12(2006.01)I
代理机构 长春菁华专利商标代理事务所 22210 代理人 南小平
主权项 方位角自动调整的太阳光照模拟方法,该方法所用的装置包括小型太阳模拟器(6),该装置还包括导轨(1)、位移传动装置(3)、反射镜(5)、运动平台(7)、旋转传动装置(8)、高度调整机构(12)、人机交互单元和电控单元;反射镜(5)与高度调整机构(12)相连;反射镜(5)与旋转传动装置(8)相连,旋转传动装置(8)安装在运动平台(7)上;位移传动装置(3)安装在运动平台(7);运动平台(7)安装在导轨(1)上;小型太阳模拟器(6)提供模拟太阳光;人机交互单元和电控单元用于对太阳光照模拟装置的自动控制;位移传动装置(3)包括滚珠丝杠(3‑1)和固定件(3‑2),位移驱动电机(2)设置在固定件(3‑2)上,运动平台(7)与滚珠丝杠(3‑1)相连;旋转传动装置(8)包括减速器(8‑1)和旋转轴(8‑2),旋转驱动电机(9)安装在旋转减速器(8‑1)上,反射镜(5)固定安装在旋转轴(8‑2)上,倾角测量单元(10)安装在旋转轴(8‑2),旋转传动装置(8)通过旋转支架(13)安装在运动平台(7)上;位移测量单元(4)安装在导轨(1)上;其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一:旋转或调整小型太阳模拟器(6)的高度,使小型太阳模拟器(6)主光轴AB对准反射镜(5)的中心;步骤二:初始化电控单元;步骤三:将小型太阳模拟器(6)主光轴AB到待测太阳跟踪装置的垂直距离h,与方位角变化相关的设置数据D<sub>p</sub>,包括方位角初始值、方位角变化模式、方位角变化速度参数,通过人机交互单元发送到电控单元;步骤四:人机交互单元发送光照试验开始指令到电控单元;步骤五:电控单元根据方位角变化设置数据D<sub>p</sub>,计算当前时间t的参考太阳方位角γ<sub>d</sub>(t)γ<sub>d</sub>(t)=g(t,D<sub>p</sub>)其中函数g()为计算期望入射模拟太阳光方位角的函数;计算时刻t的反射镜绕轴线方向CD的倾角参考β<sub>d</sub>(t)<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>&beta;</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>&gamma;</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>3</mn><mi>&pi;</mi></mrow><mn>4</mn></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000542345730000021.GIF" wi="426" he="141" /></maths>计算时刻t的反射镜位移参考y<sub>d</sub>(t)<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>y</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mi>h</mi><mrow><mi>tan</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msub><mi>&gamma;</mi><mi>d</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>3</mn><mi>&pi;</mi></mrow><mn>4</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000542345730000022.GIF" wi="551" he="202" /></maths>电控单元读取时刻t时反射镜倾角反馈β(t);电控单元根据反射镜参考倾角β<sub>d</sub>(t)、反射镜倾角反馈β(t),生成旋转驱动电机(9)的控制量;电控单元读取位移测量单元(4)的输出值,生成时刻t时反射镜位移反馈y(t);电控单元根据反射镜位移反馈y(t)、反射镜位移参考y<sub>d</sub>(t),生成位移驱动电机(2)的控制量。
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