定日镜跟踪的误差源分析及其算法改进

介绍定日镜跟踪误差的来源,并进行分类,推导它们与定日镜实际姿态角之间的解析关系,并根据旋转矩阵的特性和光的反射定律,设计定日镜跟踪的改进算法。为评价该算法,利用CAD和CAE软件,建立含多种误差的定日镜模型及其仿真运行环境,仿真结果表明该改进算法误差小于0.14 mrad,满足系统对定日镜的跟踪准确度要求,适用于计算资源有限的定日镜本地控制器。     

基于跟踪轴参考位错位法的定日镜自动纠偏系统

以北京延庆塔式太阳能热发电站的定日镜场自动纠偏系统为研究对象,基于跟踪轴参考位错位法提出定日镜自动纠偏流程以及定日镜两旋转轴参考位偏差量的计算方法。利用迭代的方法,依据这两个方向上的偏差在短时间内修正定日镜的跟踪角度,直至偏差小于纠偏阈值。在每个定日镜跟踪角度修正过程中,两个方向的偏差被用于产生一个临时的对称目标点,并利用定日镜跟踪角度计算公式计算此目标点对应的跟踪角度。利用定日镜场两台定日镜进行实验,实验结果显示定日镜自动纠偏系统可减小定日镜的跟踪误差。     

塔式太阳能定日镜高精度传动系统设计

介绍了一种应用于塔式太阳能热发电的定日镜高精度传动系统,通过该传动系统定日镜可以得到良好的重复定位精度;结合定日镜运动模型的校正算法控制系统,将定日镜转动的定位精度进行测量与补偿,从而得到准确的定位精度与重复定位精度。保证了定日镜跟踪系统追日长久稳定性。该系统对各零部件的精度要求低,具有跟踪精度高、制造成本低等优点。     

锅炉汽包水位的模糊PID控制研究

为了改善传统PID控制器对锅炉汽包水位的控制效果,在传统PID控制的基础上,运用MATLAB软件,融入模糊控制算法,对锅炉汽包水位进行仿真研究,结果表明:采用模糊PID控制的锅炉汽包水位控制达到稳态的时间仅为0.073 3 s,远小于常规PID控制所用的时间0.5 s;采用模糊PID控制的锅炉汽包水位控制产生的最大超调为0.06%,远小于常规PID控制产生的超调0.2%;采用模糊PID控制器进行控制,系统仅振荡了1次就进入稳态,系统的平稳性得到了很好的改善,平稳性及自适应方面均明显优于传统PID控制,控制效果更能达到工程实际要求。     

一种简捷的定日镜跟踪角度计算方法

针对目前各种定日镜跟踪角度计算方法非常复杂的问题,提出一种基于镜场分布坐标的简捷定日镜跟踪角度的计算方法。采用该方法可方便地确定定日镜场中,任意定日镜随太阳运动时,定日镜镜面法线的高度角和方位角。     

基于复合控制的塔式太阳能跟踪控制装置设计

针对塔式太阳能热发电站中定日镜跟踪装置的跟踪精度不高、构建成本较大等问题,提出采用将遗传算法的选择机制与吸热塔能量变化的反馈机制相结合的方式对光热电站的太阳能跟踪控制系统进行改进.在光热电站的少数几台定日镜上配备光电检测元件,并以其控制角度为基准控制其他定日镜的角度调整.采用DSP(digital signal processing)为控制核心,完成了跟踪控制器的通讯框架及控制系统的硬件电路设计.实验表明,该方案在保证光热电站整体控制精度的基础上,减少了光电检测元件安装数量和电站构建成本,并保证了视日轨迹跟踪控制时的自动调整能力.     

基于混沌理论的预测PID控制器参数优化研究

现实工业过程时常受到外部干扰并且往往具有慢时变特性,导致传统PID控制难以及时跟踪系统变化克服噪音干扰.对混沌优化理论在控制过程中的应用进行了研究:将预测控制和PID控制器结合运用于再热汽温系统的控制当中,并采用神经网络作为系统预测模型,通过混沌优化算法对PID参数实行在线优化.计算机仿真试验验证了该算法的有效性,同传统PID控制相比较,基于混沌理论的PID预测控制能够及时跟踪系统变化克服外界扰动,取得了良好的控制效果,展现出了很强的鲁棒性能.     

积分分离PID算法在共轨压力控制中的应用研究

基于新型高压共轨柴油机对瞬态轨压控制性能提出更高要求,而传统PID控制算法存在标定困难、超调量大、响应及稳定时间长的问题,提出了一种积分分离PID控制算法。试验验证表明:该算法有效改善了传统PID在起动、结束或轨压大幅度变化时响应时间长、系统超调量大、标定困难的问题,提高了系统的安全性。目前该算法已应用于某国产柴油机产品样机的ECU中。     

塔式光热电站定日镜跟踪精度校正技术研究

为提高光热电站定日镜校正合格率,从定日镜跟踪精度校正的必要性出发,结合塔式光热电站定日镜控制系统及光斑校正系统对校正的理论依据、校正策略等进行了研究,分析了风速、云层及太阳直接辐射（DNI）、镜面清洁系数、校正系统及临时局域网的稳定性等因素对校正结果的影响,并提出了具体的应对策略。研究表明,当风速小于5 m/s、DNI值大于800 W/m²、镜面清洁系数超过0.7时定日镜跟踪精度的校正合格率能够达到60%以上。     

基于差分进化算法的太阳自动跟踪控制方法

为在浮空器平台上实现对太阳的准确跟踪,分析目前太阳能光伏发电系统中常用的跟踪方法和浮空器上太阳跟踪装置的特点,阐述被动式太阳跟踪方法和差分进化算法的原理。由于浮空器平台的不稳定性,在ZieglerNichols(Z-N)法整定PID参数的基础上,运用差分进化算法对PID参数做进一步优化,可实现太阳能的充分利用,减少动态跟踪时驱动电机的能量损耗。仿真结果表明:该控制方法可改善系统的动态特性,使系统的鲁棒性更强,为工程应用提供可靠的理论依据。     

基于改进径向基神经网络的风电叶片模温串级PID控制算法

针对风电叶片模具电加热系统中被控对象存在的大惯性、非线性、干扰多等问题,提出一种基于改进径向基(RBF)神经网络的串级PID温度控制方法.首先,采用RBF神经网络结构对常规PID串级控制主回路结构进行优化,在此基础上,引入双动量因子,对主控制回路的输出Jacobian信息进行系统辨识,进而实现对控制器参数的自适应整定;...     

论域自调整模糊PID控制算法设计与仿真

通过建立基于论域调整的自适应模糊PID控制算法对电控直列泵柴油机转速控制的位置环PID参数进行自整定.根据执行器的工作特性建立了执行器模型,与控制算法模型组成闭环进行仿真验证.通过与普通增量式PID控制算法的仿真结果进行比较,结果表明该控制算法在柴油机全工况范围内油量调节齿杆的控制效果优于普通增量式PID控制的效果.     

Sensor-controlled heliostat with an equatorial mount

A heliostat having a photo-sensor sun-tracking system was developed and evaluated. The sensor was composed of a set of two photo-cells placed side by side on the bottom of the small box. Sun-tracking can be achieved by rotating the heliostat equipped with the sensor, while maintaining the two photo-cells under illumination by the sun through a slit in the box. A preliminary tracking evaluation of the sensor was carried out with the aid of a mirror-telescope system, and the tracking error was estimated to be less than 0.6 mrad in clear weather. The developed heliostat employed an equatorial mount system that permits the rotating speed of the right-ascension axis to be nearly constant for the diurnal motion of the sun. The use of two additional sensors, a cloud sensor and a primary sensor, permitted stable tracking with high accuracy even in a cloudy sky. Field tests of the heliostat revealed that an angular error within 2 mrad was achieved in fine weather. In cloudy weather, the heliostat operated stably with the cloud sensor within an error of 10 mrad.     

利用剩余风电的感应储能供暖控制系统研究

为了解决我国北方地区风电的弃风问题,改进剩余风电供暖系统的直接消纳储能技术,改善电蓄热供暖控制系统中存在换能装置电热转化效率低下的问题,经过方案对比提出采用电热转换效率高、安全可靠性好的电磁感应加热装置作为供暖系统的换能装置。为优化储能水箱加热供暖系统的控制策略,针对系统给定的控制需求,采取前级附加给定温度模糊控制器串联后级感应加热模糊PID控制器的复合控制策略,使闭环加热系统的给定温度随室外温度的变化而调整;同时为了节约不可再生能源,降低损耗,采用与后级模糊PID控制器的输出构成闭环比值随动控制系统的加热循环流量协调控制策略。利用Matlab/Simulink软件进行仿真实验,结果表明：模糊PID控制特性明显优于传统PID控制,系统的超调量显著减少,动态调节速度明显加快;实现模糊控制和模糊PID控制复合与协调智能控制策略的网络化,提高了系统控制的实时性和可靠性,使系统控制性能大为提升。     

汽车空调制冷剂直冷动力电池热管理系统的PID控制研究

电池热管理对电动汽车的安全和寿命至关重要。本文采用铝翅片铜管作为基础结构,设计一种结构紧凑、轻量型的18650型锂离子电池模组,采用基于PID原理的算法作为电动汽车空调系统电子膨胀阀的控制方案,实验研究R134a制冷剂直接气液两相流冷却电池模组的换热性能。结果表明：所提出的电池热管理系统能够快速响应温度的变化,并降低电池模组的温度。此外,当控制方案为动态温度PID算法时,电池模组以1 C倍率放电过程中电池之间的最大温差小于4℃,并且电池模组的最高温度低于36℃。     

Cascade closed-loop control of solar trackers applied to HCPV systems

High concentration photovoltaic (HCPV) modules require a high precision tracking system for reaching their highest conversion efficiency. One way to accomplish this goal is by using a closed-loop mechanism and a sun sensor to track the sunlight. This paper proposes a cascade control algorithm capable of achieving a sun tracking error of 1′ for its application in high concentration photovoltaic systems. The algorithm follows an inner loop-outer loop topology. The inner loop employs a Nonlinear Proportional-Proportional Integral (NP-PI) controller and the outer loop resorts on a Proportional Integral (PI) controller. A tuning procedure for setting up the cascade controller is also described. Experiments on a laboratory prototype compare the performance of the proposed cascade controller with a PI controller not resorting on an inner loop. These outcomes show that the proposed control law provides improved tracking accuracy with less actuator wear.     

An artificial vision-based control system for automatic heliostat positioning offset correction in a central receiver solar power plant

This paper presents the development of a simplified and automatic heliostat positioning offset correction control system using artificial vision techniques and common CCD devices. The heliostats of a solar power plant reflect solar radiation onto a receiver (in this case, a volumetric receiver) placed at the top of a tower in order to provide a desired energy flux distribution correlated with the coolant flow (in this case air mass flow) through the receiver, usually in an open loop control configuration. There exist error sources that increase the complexity of the control system, some of which are systematic ones, mainly due to tolerances, wrong mirror facets alignment (optical errors), errors due to the approximations made when calculating the solar position, etc., that produce errors (offsets) in the heliostat orientation (aiming point). The approximation adopted in this paper is based on the use of a B/W CCD camera to correct these deviations in an automatic way imitating the same procedure followed by the operators. The obtained images are used to estimate the distance between the sunbeam centroid projected by the heliostats and a target placed on the tower, this distance thus is used for low accuracy offset correction purposes. Basic threshold-based image processing techniques are used for automatic correction.     

间歇反应控制系统的设计研究

本文根据间歇反应过程的特点和控制要求,设计了一个间歇反应化工仿真软件,对过程工业常见的间歇带搅拌釜式反应器进行了分析和研究．在间歇反应过程中,对液位、温度和压力的控制是整个过程控制的关键,为此本文针对性的设计了反应釜液位控制单元、进料控制单元、恒温控制单元、安全报警控制单元,并采用模糊PID控制算法对各个单元进行控制。各单元的控制程序通过西门子Wincc软件编程实现,控制结果通过设计出的仿真软件画面显现出来。