碟式太阳能自动跟踪系统传动机构误差研究

【摘要】太阳能集热发电是新能源利用的一种主要形式,其中碟式太阳能集热发电效率高、开发潜力大。碟式太阳能集热发电是点聚焦集热发电设备,其在工作时需要与设置配套的碟式太阳能自动跟踪系统来辅助完成太阳位置跟踪工作。碟式太阳能自动跟踪系统的跟踪精度会直接影响设备的发电效率,深入开展碟式太阳能自动跟踪系统精度方面的研究,具有重要意义。首先,由碟式太阳能自动跟踪系统出发,具体分析了引起误差的各种因素,包括控制系统误差、传动机构误差、其它部分误差等。由于碟式太阳能自动跟踪系统传动机构误差会随着传动类型的变化而变化,具有较强的研究可行性以及较大的优化空间,因此,文章以碟式太阳能自动跟踪系统传动机构为研究对象,进行深入研究。其次,在已有的1kW碟式太阳能自动跟踪系统工作平台的基础上,研究设备跟踪精度不高的原因,选择跟踪精度尽可能高的传动机构与其匹配。并根据传动机构特性推导高度角以及方位角方向的驱动方程,建立传动机构三维模型。文章中高度角拟使用丝杠螺母传动机构,方位角拟使用双蜗杆单蜗轮传动机构。最后,利用ADAMS软件强大的仿真分析能力,对建立的碟式太阳能自动跟踪系统传动机构三维模型进行运动学仿真和动力学仿真,并输出仿真数据；再依据仿真过程中得到的力学数据,使用ANSYS软件对传动机构进行结构力学分析及模态分析。综合两种软件的分析结果,得到所研究碟式太阳能自动跟踪系统传动机构的误差。研究结果显示,该碟式太阳能自动跟踪系统传动机构的跟踪轨迹与太阳运行轨迹趋势相符,传动机构主驱动件运行稳定,满足设备工作要求；同时,该传动机构由运动学产生的误差为±0.0030°,由结构力学产生的误差为±0.0060°,故传动机构总体跟踪误差约为±0.0090°；由结构力学仿真结果可知,零部件受力形变量远小于材料许用形变量,传动机构安全可靠。总而言之,丝杠螺母传动机构与蜗轮蜗杆传动机构既可以自锁,又具有较高的传动精度。该研究为提高碟式太阳能自动跟踪系统传动机构的精度奠定了一定的理论基础,同时,提出了碟式太阳能自动跟踪系统精度研究方面的不足,为后续研究提供了方向。特别是风载对于碟式太阳能自动跟踪系统精度的影响,此项研究虽有一定的困难,但意义十分重大。
【作者】邵磊；
【导师】王林军；
【作者基本信息】兰州理工大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】碟式太阳能；传动机构；丝杠螺母；蜗轮蜗杆；运动学仿真；误差分析；

【参考文献】
[1]秦林杰.金丝球焊线机键合头的研究与开发[D].广东工业大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[2]徐立鹏.单轴压力下花岗岩氡气析出量与扩散迁移的实验研究[D].成都理工大学,核技术及应用,2013,硕士.
[3]张文通.基于迭代自适应响应面法的结构体系可靠度研究[D].重庆大学,土木工程,2014,硕士.
[4]鲁鹏.船用钢板线热加工的数值模拟及其影响参数研究[D].华中科技大学,船舶与海洋结构物设计制造,2013,硕士.
[5]张琳.汽车外饰漆色彩发展规律研究[D].吉林大学,设计艺术学,2013,硕士.
[6]李兴旺.2D/3D多震相菲涅耳体射线同时反演成像方法技术研究[D].长安大学,固体地球物理学,2014,硕士.
[7]赵月.课程改革背景下个性教育的理论建构与策略构想[D].贵州师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[8]张永红.气候变化对陕西省棉花生产的影响[D].南京气象学院,气象学,2003,硕士.
[9]骆钊,谢吉华,顾伟,徐芳,金钧华.基于SM2密码体系的电网信息安全支撑平台开发[J].电力系统自动化,2014,06:68-74.
[10]牟海军.VEGF、Endostatin、Endothelin-1在大肠腺瘤及大肠癌中的表达及意义[D].遵义医学院,消化内科,2013,硕士.
[11]郑康,郝志勇,王连生,刘功文,朱君亮,陶大源.塑料缸盖罩透射及结构辐射噪声[J].浙江大学学报(工学版),2014,02:342-347.
[12]何屹.网上考试管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[13]李辉.上协边环中一类特殊理想的决定[D].河北师范大学,基础数学,2012,硕士.
[14]烈热.隆钦绕降大师的小五明著作及文献价值研究[D].青海师范大学,中国古典文献学,2012,硕士.
[15]熊磊,路晓彤,钟章队,艾渤,朱明伟.高速铁路GSM-R系统无线信道特性仿真[J].中国铁道科学,2010,05:84-89.
[16]蒋滨.吉林省建行信用卡营销策略分析[D].吉林大学,高级管理人员工商管理,2012,硕士.
[17]王总乾.基于层次分析法的南阳市物流园区综合绩效评价研究[D].浙江海洋学院,农村区域与发展（专业学位）,2014,硕士.
[18]朱木.同步轨道SAR实时成像算法研究[D].哈尔滨工业大学,信息与通信工程,2014,硕士.
[19]姚远.军队医院慢性病诊疗信息系统的设计与应用研究[D].中国人民解放军军事医学科学院,军事预防医学与卫生事业管理,2014,博士.
[20]李俊波.顺应论视角下灾难性新闻中模糊语的语用分析[D].山西师范大学,外国语言学及应用语学,2014,硕士.
[21]孙玉亮.我国隐性市政债券—城投债的信用风险与担保增信研究[D].北京交通大学,2011.
[22]方蓉,徐朝晖,刘远军.μXL在北龙钢铁公司3~#高炉仪表控制系统中的应用[J].冶金自动化,1998,03:43-44.
[23]章淼锋.苏拉明单独及联合顺铂对骨肉瘤细胞MG-63增殖的抑制作用[D].浙江大学,外科学,2004,硕士.
[24]阿拉坦敖都.蒙古语法律术语规范化研究[D].内蒙古师范大学,中国少数民族语言文学,2013,硕士.
[25]许建荣.平面聚类静态校正法[J].石油地球物理勘探,2004,06:720-723+626-751.
[26]王凯.生产线零部件轮廓与位置实时检测系统的设计[D].苏州大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[27]陆文骏.有源大电容器标准的理论与制作[J].宇航计测技术.1989(01)
[28]江山.适合安徽茶区条形乌龙茶加工工艺参数的研究[D].安徽农业大学,茶学,2012,硕士.
[29]陆瑶成.发动机ECU故障诊断系统研究[D].江南大学,机械设计及理论,2012,硕士.
[30]王眭.肝组织病毒学检测对血清HCV RNA阴性慢性HCV感染者诊断及治疗的指导意义[D].吉林大学,临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[31]汪荆琪.基于多视角的半监督特征选择算法研究[D].中国科学技术大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[32]田姝.王稼祥城市工作思想研究[D].吉林大学,中共党史,2013,硕士.
[33]魏成.基于应变的大型结构损伤识别研究[D].华中科技大学,工程力学,2013,硕士.
[34]王斌.螺杆马达性能逆向实验系统设计研究[D].沈阳工业大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[35]车宇清,杨江涛.碳钢炼钢过程计算机控制及应用[J].冶金自动化,2007,01:35-38+46.
[36]刘思明.车辆与铁路桥墩碰撞的仿真分析[D].北京交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[37]张曦.重庆GH冷链物流园项目可行性研究[D].华中科技大学,工商管理,2013,硕士.
[38]张志勇,王诗宓,方崇智,康景利.并行自适应控制算法及双处理机实现[J].自动化学报,1995,01:110-115.
[39]孟聪.上市公司信息披露质量对股票流动性影响研究[D].河北经贸大学,会计学,2013,硕士.
[40]苏贵仕,沈克非,丁学垠.地震数据处理中关于地震子波相位特性的探讨[J].石油地球物理勘探,2008,S2:121-124+178+3.
[41]姚京.大气压非平衡等离子体源分区激励方法研究[D].大连海事大学,等离子体物理,2013,硕士.
[42]瞿海燕.语文教学模式流变研究[D].湖南师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[43]王肖芬.涡街流量计数字信号处理和传感器动态非线性建模[D].合肥工业大学,检测技术与自动化装置,2004,硕士.
[44]阚瀛芝.水陆交界区域SAR图像舰船目标检测技术[D].国防科学技术大学,信息与通信工程,2012,硕士.
[45]林陈水,陈微微.分泌型水蛭素Ⅱ基因工程菌的构建[J].浙江工业大学学报,2014,01:50-53.
[46]汤毅坚,S.G.Zaky.计算机环形局部网络的分类方法[J].自动化学报,1986,03:285-290.
[47]冯毅.青海铭德集团高层团队管理研究[D].河南科技大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[48]赵鑫.基于RS、GIS的哈密三道岭矿区生态环境调查与评价[D].西安科技大学,测绘工程,2013,硕士.
[49]桂志先,贺振华,黄德济.含垂直裂隙地层中弹性波相速度[J].石油地球物理勘探,2001,02:180-186+262.
[50]宋艺航.中国电力资源跨区域优化配置模型研究[D].华北电力大学,技术经济及管理,2014,博士.