一种基于粒子群算法的太阳自动跟踪模糊控制系统

摘要

本发明提供一种基于粒子群算法的太阳自动跟踪模糊控制系统，包括光电检测单元、实时时钟、控制器、驱动与执行机构、太阳能电池板、角度传感器和电源；其中，光电检测单元将从外界接收的感光强度转化为电压；实时时钟提供实时日历时间信息；控制器对电压进行预处理，当电压均小于切换电压阈值时，根据实时日历时间信息和比较误差，控制驱动与执行机构的操作；当水平电压或垂直电压大于切换电压阈值时，分别比较水平电压与垂直电压，并根据比较误差对驱动与执行机构进行模糊控制；驱动与执行机构驱动电机转动；太阳能电池板实时跟踪太阳；角度传感器获得比较误差。本发明具有控制灵活、适应性强等特点，可广泛应用于跟踪系统。

主权项

一种基于粒子群算法的太阳自动跟踪模糊控制系统，其特征在于，所述系统包括光电检测单元、实时时钟、控制器、驱动与执行机构、太阳能电池板、角度传感器、电源；其中， 光电检测单元，用于将从外界接收的水平方向的第一感光强度、第二感光强度及垂直方向的第三感光强度、第四感光强度依次转化为第一电压、第二电压、第三电压和第四电压，并将第一电压、第二电压、第三电压和第四电压发送至控制器； 实时时钟，用于向控制器提供实时日历时间信息； 控制器，用于存储预设切换电压阈值；对来自光电检测单元的第一电压、第二电压、第三电压、第四电压进行模/数转换，并存储转换后的第一电压、第二电压、第三电压、第四电压；当转换后的第一电压、第二电压、第三电压、第四电压均小于切换电压阈值时，根据来自实时时钟的实时日历时间信息确定的太阳计算位置和角度传感器发送的比较误差，生成第一操作指令，并将第一操作指令发送至驱动与执行机构和角度传感器；当转换后的第一电压与第二电压均大于切换电压阈值或第三电压与第四电压均大于切换电压阈值时，对第一电压与第二电压、第三电压与第四电压进行比较，当第一电压与第二电压差值不等于零或第三电压与第四电压差值不等于零时，对角度传感器发送的比较误差进行微分，获得第一电压与第二电压的第一比较误差变化率或第三电压与第四电压的第二比较误差变化率，根据第一电压与第二电压的比较误差和第一比较误差变化率或第三电压与第四电压的比较误差和第二比较误差变化率，确定所述控制器的输入变量和输出变量，对该输入变量和输出变量进行模糊控制，并采用粒子群算法分别对输入变量和输出变量的隶属函数和模糊控制规则进行优化后，生成第二操作指令，并将第二操作指令发送至驱动与执行机构和角度传感器；还用于存储第一操作指令、第二操作指令、太阳能电池板发送的太阳实时位置与转动信息； 驱动与执行机构，用于根据控制器发送的第一操作指令或第二操作指令，驱动水平电机或垂直电机转动，并将转动指令发送至太阳能电池板； 太阳能电池板，用于根据驱动与执行机构发送的转动指令，所述太阳能电池板转动以实时跟踪太阳，得到太阳实时位置与转动信息，并将太阳能转化为电能；同时，向控制器发送太阳实时位置与转动信息； 角度传感器，用于对来自控制器的第一操作指令或第二操作指令与来自所述太阳能电池板的转动信息进行比较，并将比较误差发送至控制器； 电源，用于对控制器提供可用的直流电。