一種新型定日鏡控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型定日鏡控制方法，利用三軸陀螺儀測定定日鏡是否完全水平，定日鏡不水平時，當(dāng)三軸陀螺儀上的單片機(jī)控制器控制步進(jìn)電機(jī)X、步進(jìn)電機(jī)Y使定日鏡的A軸轉(zhuǎn)動到定日鏡完全水平的位置，就發(fā)送指令到單片機(jī)控制器讓步進(jìn)電機(jī)X、步進(jìn)電機(jī)Y立即停止，同時將計算出的一年里每分鐘需要轉(zhuǎn)動的角度數(shù)據(jù)拷貝到數(shù)據(jù)卡里面存儲起來，單片機(jī)控制器讀取數(shù)據(jù)卡數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)卡里面保存的現(xiàn)成“時間對應(yīng)的角度”通過變頻器促使步進(jìn)電機(jī)控制定日鏡的俯仰角與自旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動一個角度，達(dá)到定日鏡精準(zhǔn)反射陽光的目的。本發(fā)明對定日鏡安裝要求及其初始角度的要求降低，成本低、操作簡單，較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
【專利說明】一種新型定日鏡控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及定日鏡，具體是一種新型定日鏡控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 所謂定日鏡，是塔式發(fā)電中收集陽光的主要部分，每天根據(jù)太陽實(shí)時的位置，通過 計算機(jī)調(diào)控每面定日鏡的角度使所有的定日鏡將陽光反射到接收器上，這些定日鏡分分秒 秒跟蹤著太陽。陽光被反射到靶心，由集熱裝置聚少成多來發(fā)電。
[0003] 傳統(tǒng)的定日鏡，是所有鏡子連接終端計算機(jī)，計算機(jī)根據(jù)時間實(shí)時計算太陽角度， 同時計算出每面鏡子的方位角俯仰角，發(fā)送指令控制每面鏡子跟著太陽不停運(yùn)轉(zhuǎn)?；蚴敲?面鏡子都含有獨(dú)立計算系統(tǒng)，實(shí)時計算角度來控制每面鏡子。時時刻刻都在進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)算， 計算成本很高。
[0004] 目前定日鏡控制方法都是依靠單片機(jī)或者電腦實(shí)時計算出鏡子需要轉(zhuǎn)動的角度， 實(shí)時控制定日鏡。但是得到精確角度的公式復(fù)雜，實(shí)時計算成本高。近似公式單片機(jī)可以 完成計算但是精度不高。還要依靠深筒光線傳感器或其他傳感器調(diào)整，成本還是高，而且每 面鏡子的控制系統(tǒng)都有不同的地理位置所在坐標(biāo)的初值，操作起來麻煩，而且如果是依靠 一臺終端電腦來控制所鏡子，如果出現(xiàn)狀況，所有鏡子都停止工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、操作簡單方便的新型定日鏡控制方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種新型定日鏡控制方法，所述定日鏡包括數(shù)據(jù)卡、單片機(jī)控制器、變頻器、步進(jìn)電機(jī) X、步進(jìn)電機(jī)Y、三軸陀螺儀，所述數(shù)據(jù)卡插入單片機(jī)控制器里，步進(jìn)電機(jī)X安裝在定日鏡鏡 面與立桿的接口處，步進(jìn)電機(jī)Y安裝在立桿上，單片機(jī)控制器通過變頻器分別與步進(jìn)電機(jī) X、步進(jìn)電機(jī)Y依次連接，在定日鏡鏡面的反面安裝三軸陀螺儀，并且定日鏡自旋轉(zhuǎn)角的A軸 與立桿所在的面堅直對準(zhǔn)南北方向，定日鏡轉(zhuǎn)動方式是A軸與立桿夾角α控制俯仰角，鏡 子繞Α軸旋轉(zhuǎn)夾角β控制自旋轉(zhuǎn)角，利用三軸陀螺儀測定定日鏡是否完全水平，定曰鏡 不水平時，三軸陀螺儀連接的單片機(jī)控制器控制步進(jìn)電機(jī)X與步進(jìn)電機(jī)Υ使定日鏡的Α軸 轉(zhuǎn)動與定日鏡繞A軸轉(zhuǎn)動到定日鏡完全水平的位置，就發(fā)送指令到單片機(jī)控制器讓步進(jìn)電 機(jī)X、步進(jìn)電機(jī)Y立即停止，即為復(fù)位狀態(tài)，此時α角與β角即為復(fù)位初始角度數(shù)據(jù)值；同 時將計算出的一年里每分鐘需要轉(zhuǎn)動的角度數(shù)據(jù)拷貝到數(shù)據(jù)卡里面存儲起來，單片機(jī)控制 器讀取數(shù)據(jù)卡數(shù)據(jù)，查找數(shù)據(jù)卡里面保存的時間對應(yīng)需要步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度數(shù)據(jù)，單片 機(jī)控制器根據(jù)數(shù)據(jù)卡里面保存的現(xiàn)成"時間對應(yīng)的角度"通過變頻器促使步進(jìn)電機(jī)X、步進(jìn) 電機(jī)Υ分別控制定日鏡的俯仰角與自旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動一個角度，達(dá)到定日鏡精準(zhǔn)反射陽光的目 的。
[0007] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：定日鏡是獨(dú)立、互不影響的，同時對定日 鏡安裝要求及其初始角度的要求降低，成本低、操作簡單，較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是定日鏡復(fù)位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主視圖； 圖2是圖1的右視圖； 圖3是圖1的后視圖； 圖4是單片機(jī)控制器與步進(jìn)電機(jī)的連接圖； 圖中：1_數(shù)據(jù)卡、2_單片機(jī)控制器、4-步進(jìn)電機(jī)X、5-步進(jìn)電機(jī)Y、6-定日鏡、7-三軸陀 螺儀。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0010] 請參閱圖1-圖4,本發(fā)明實(shí)施例中，一種新型定日鏡控制方法，所述定日鏡6包括 數(shù)據(jù)卡1、單片機(jī)控制器2、變頻器、步進(jìn)電機(jī)Χ4、步進(jìn)電機(jī)Υ5、三軸陀螺儀7,所述數(shù)據(jù)卡1 插入單片機(jī)控制器2里，步進(jìn)電機(jī)Χ4安裝在定日鏡6鏡面與立桿的接口處，步進(jìn)電機(jī)Υ5安 裝在立桿上，單片機(jī)控制器2通過變頻器分別與步進(jìn)電機(jī)Χ4、步進(jìn)電機(jī)Υ5依次連接，定日 鏡6鏡面的反面安裝一個連接單片機(jī)控制器2的三軸陀螺儀7。定日鏡6自旋轉(zhuǎn)角的Α軸 與立桿所在的面堅直對準(zhǔn)南北方向，定日鏡6轉(zhuǎn)動方式是A軸與立桿夾角α控制俯仰角， 鏡子繞Α軸旋轉(zhuǎn)夾角β控制自旋轉(zhuǎn)角，利用三軸陀螺儀7測定定日鏡6是否完全水平，定 日鏡6不水平時，三軸陀螺儀7所連接的單片機(jī)控制器2控制步進(jìn)電機(jī)Χ4轉(zhuǎn)動與步進(jìn)電機(jī) Υ5轉(zhuǎn)動到定日鏡6完全水平的位置，就發(fā)送指令到單片機(jī)控制器2讓步進(jìn)電機(jī)Χ4、步進(jìn)電 機(jī)Υ5立即停止，即為復(fù)位狀態(tài)，此時α角與β角即為復(fù)位初始角度數(shù)據(jù)值，定日鏡6回 到了水平位置復(fù)位，這個位置表示定日鏡6的俯仰角自旋轉(zhuǎn)角都為0。同時將計算出的一年 里每分鐘需要轉(zhuǎn)動的角度數(shù)據(jù)拷貝到數(shù)據(jù)卡1里面存儲起來，單片機(jī)控制器2讀取數(shù)據(jù)卡1 數(shù)據(jù)，查找數(shù)據(jù)卡1里面保存的時間對應(yīng)需要步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度數(shù)據(jù)，單片機(jī)控制器2根 據(jù)數(shù)據(jù)卡1里面保存的現(xiàn)成"時間對應(yīng)的角度"通過變頻器促使步進(jìn)電機(jī)Χ4、步進(jìn)電機(jī)Υ5 分別控制定日鏡的俯仰角與自旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動一個角度，達(dá)到定日鏡精準(zhǔn)反射陽光的目的。相 比傳統(tǒng)的復(fù)位方式，利用三軸陀螺儀7來控制水平位置會更精確，而且在定日鏡6安裝過程 中，只要定日鏡6自旋轉(zhuǎn)角的Α軸與立桿所在的面堅直對準(zhǔn)南北方向，俯仰角自旋轉(zhuǎn)角的初 始位置對其不造成影響，即使安裝在不平的地面，也不受影響，三軸陀螺儀7都會自動的水 平復(fù)位。而傳統(tǒng)定日鏡的安裝就需要兩軸都安裝精準(zhǔn)，而且要保證定日鏡初始角度位置完 全為〇,安裝費(fèi)時費(fèi)力，而且以后發(fā)生變形，也會導(dǎo)致復(fù)位不準(zhǔn)確。
[0011] 本發(fā)明實(shí)施例中，本發(fā)明中數(shù)據(jù)卡1保存數(shù)據(jù)，單片機(jī)控制器2讀取數(shù)據(jù)卡1數(shù) 據(jù)，單片機(jī)控制器2通過變頻器控制步進(jìn)電機(jī)X4、步進(jìn)電機(jī)Y5的轉(zhuǎn)動，步進(jìn)電機(jī)X4、步進(jìn)電 機(jī)Y5分別控制定日鏡的俯仰角與自旋轉(zhuǎn)角。讀取數(shù)據(jù)卡1數(shù)據(jù)的單片機(jī)控制器2,簡單、可 由自主發(fā)明，數(shù)據(jù)卡1連接單片機(jī)控制器2后，單片機(jī)控制器2先讀取實(shí)時北京時間，只需 查找數(shù)據(jù)卡1里面保存的現(xiàn)成"時間對應(yīng)的角度"控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動到這個角度。變頻器 是控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度，剛好一分鐘轉(zhuǎn)到下一個角度，保證了反射光光斑是連續(xù)運(yùn)動， 始終在聚熱器上。
[0012] 本發(fā)明中所有定日鏡都是獨(dú)立的，一臺故障不影響其他。每臺定日鏡6帶有相同 的單片機(jī)控制器2、數(shù)據(jù)卡1、變頻器、步進(jìn)電機(jī)X4、步進(jìn)電機(jī)Y5、三軸陀螺儀7。地球上某一 個經(jīng)緯度代表的位置的太陽的高度角與方位角可以由時間計算得到，計算方式是依靠獨(dú)立 家用電腦安裝的專業(yè)高精度浮點(diǎn)運(yùn)算數(shù)學(xué)軟件Maple來完成，無需每天一個初值的計算方 式。相對于傳統(tǒng)的每個定日鏡6獨(dú)立計算模塊，或是中控機(jī)計算，每個定日鏡6都與中控機(jī) 連線等比較，本發(fā)明成本低。本發(fā)明對定日鏡安裝要求及其初始角度的要求降低，成本低、 操作簡單，較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。計算出的一年里每分鐘需要轉(zhuǎn)動的角度數(shù)據(jù)拷貝到數(shù)據(jù)卡1里 面存儲起來，就完成了某個定日鏡6數(shù)據(jù)卡1制作部分。唯一不同的是數(shù)據(jù)卡1里面保存 的數(shù)據(jù)，每臺定日鏡6的單片機(jī)控制器2讀取實(shí)時時間，查找數(shù)據(jù)卡1里面保存的時間對應(yīng) 需要步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度數(shù)據(jù)，直接控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一個角度，來達(dá)到定日鏡精準(zhǔn)反射 陽光。單片機(jī)控制器2不參與計算，只是查找數(shù)表，然后控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)規(guī)定一年一 個周期里面，從日出到日落每分鐘都讀取一個角度數(shù)據(jù)來帶動步進(jìn)電機(jī)。俯仰角與自旋轉(zhuǎn) 角如下表所示 ：

【權(quán)利要求】
1. 一種新型定日鏡控制方法，其特征在于，所述定日鏡（6)包括數(shù)據(jù)卡（1 )、單片機(jī)控 制器（2)、變頻器、步進(jìn)電機(jī)X (4)、步進(jìn)電機(jī)Y (5)、三軸陀螺儀（7)，所述數(shù)據(jù)卡（1)插入單 片機(jī)控制器（2)里，步進(jìn)電機(jī)X (4)安裝在定日鏡（6)鏡面與立桿的接口處，步進(jìn)電機(jī)Y (5) 安裝在立桿上，單片機(jī)控制器（2)通過變頻器分別與步進(jìn)電機(jī)X (4)、步進(jìn)電機(jī)Y (5)依次 連接，在定日鏡（6)鏡面的反面安裝三軸陀螺儀（7)，并且定日鏡（6)自旋轉(zhuǎn)角的A軸與立 桿所在的面堅直對準(zhǔn)南北方向，定日鏡（6)轉(zhuǎn)動方式是A軸與立桿夾角α控制俯仰角，鏡 子繞Α軸旋轉(zhuǎn)夾角β控制自旋轉(zhuǎn)角，利用三軸陀螺儀（7)測定定日鏡（6)是否完全水平， 定日鏡（6)不水平時，當(dāng)三軸陀螺儀（7)所連接的單片機(jī)控制器（2)控制步進(jìn)電機(jī)X (4)與 步進(jìn)電機(jī)Υ (5 )使定日鏡（6 )的Α軸轉(zhuǎn)動與定日鏡（6 )繞Α軸轉(zhuǎn)動到定日鏡（6 )完全水平 的位置，就發(fā)送指令到單片機(jī)控制器（2)讓步進(jìn)電機(jī)X (4)、步進(jìn)電機(jī)Y (5)立即停止，即為 復(fù)位狀態(tài)，此時α角與β角即為復(fù)位初始角度數(shù)據(jù)值；同時將計算出的一年里每分鐘需要 轉(zhuǎn)動的角度數(shù)據(jù)拷貝到數(shù)據(jù)卡（1)里面存儲起來，單片機(jī)控制器（2)讀取數(shù)據(jù)卡（1)數(shù)據(jù)， 查找數(shù)據(jù)卡（1)里面保存的時間對應(yīng)需要步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度數(shù)據(jù)，單片機(jī)控制器（2)根 據(jù)數(shù)據(jù)卡（1)里面保存的現(xiàn)成"時間對應(yīng)的角度"通過變頻器促使步進(jìn)電機(jī)X (4)、步進(jìn)電 機(jī)Υ (5)分別控制定日鏡（6)的俯仰角與自旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動一個角度，達(dá)到定日鏡（6)精準(zhǔn)反射 陽光的目的。
【文檔編號】G05D3/12GK104156003SQ201410347083
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】林海, 沈?qū)殬s 申請人:武漢易辰科技有限公司