2。2 跟踪控制方式的选择

通过以上的分析总结，可以发现前两种方法都有其无法克服的缺点。这些缺 点都严重影响着跟踪结果。综合考虑后，本文决定采用混合控制跟踪的第二种跟 踪方式。这种跟踪方式精度高，稳定性强，适应性高。本文也将围绕这种方式进 行设计。本文根据两种跟踪方法跟踪精度的差别，采用两种跟踪方式先后跟踪。 系统先进行视日运动轨迹跟踪，得出太阳的大致位置。再进行传感器跟踪，这样 跟踪会更准确。

2。3 本章小结

本章分析了当前国内外跟踪系统的研究情况，指出了未来的发展方向是全自 动双轴跟踪。其次本章指出目前主要的跟踪方式有 3 种。他们分别是光电跟踪， 视日运动轨迹跟踪，混合控制跟踪，并对每种跟踪方式进行了介绍。最后，本文 选取了混合控制跟踪作为本设计的跟踪方式。混合控制跟踪去除了另外两种跟踪 方式的不足，又融合了两者的优点。

3 跟踪坐标系的选择和计算

太阳与地球之间不变的运行规律，为视日运动轨迹跟踪方法提供了依据。利 用太阳在天空中的位置，控制跟踪的方式，称之为视日运动轨迹跟踪。目前视日 运动轨迹跟踪坐标系主要有两种。一是地平坐标系跟踪，二是极轴坐标系式跟踪。

3。1 跟踪坐标系的建立

（1）地平坐标系 地平坐标系跟踪方式需要两根轴来控制跟踪，一根轴控制垂直面上的转动，

一根轴控制水平面上的转动。垂直轴上要转动的角度即为方位角，水平轴上要转 动的角即为高度角。

该坐标系中用高度角表示光线与地面的夹角。方位角是光线照在地面上的投 影线和正南方向线的角度。在该坐标系中正南方向的角度为 90°。太阳升起和落 下时高度角在任何一个地点均为 0°。每天早上 12 点高度角最大，这时太阳在正 南方位上。图中角 ZOM1 为高度角。M1 在弧线 ZZ1 上运动。图中角 SOM2 为 方位角。M2 在弧线 SN 上运动。

（2）极轴坐标系 在极轴坐标系中，极轴与地轴平行。极轴与地平面的夹角为当地的纬度，如

图角 A。光伏电板与极轴的的角度为赤纬角，如图角 B。地球由于绕着太阳转导 致赤纬角在不停的变换，导致极轴在俯仰方向要不停的变换。极轴与地轴的转速 相等，但是方向相反。

3。2 坐标系的计算

（1）地平坐标系的计算 光线与地面之间的角度被叫做太阳高度角。太阳是否垂直电板决定着光伏电来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

板的产生电量。每个小时太阳高度角都是在不停的改变，在天文学中，太阳高度 角可通过公式求出：

sinh sin φsin cos φ coscos ω

公式中，为当地的地理纬度； 为太阳赤角；为太阳时角。

高度角是随着时间的变化而不断变化的。太阳初升和落下的角度都是 0。早 上 12 点高度角最大，早上 12 点时角为 0°，式子（3-1）可以化简为