16、低成本被动式太阳跟踪系统与转子 - 轴承系统振动控制技术

低成本被动式太阳跟踪系统与转子 - 轴承系统振动控制技术

太阳能作为一种可再生能源，在当今能源领域中扮演着越来越重要的角色。为了提高太阳能的利用效率，太阳跟踪系统的设计和优化至关重要。同时，在工业领域，旋转机械的振动控制也是保障设备稳定运行的关键问题。本文将介绍一种基于图像处理的低成本被动式太阳跟踪系统以及一种用于混合短轴颈轴承的非线性主动控制技术，以解决太阳能利用和旋转机械振动控制方面的问题。

低成本被动式太阳跟踪系统

系统概述

该被动式太阳跟踪系统（PSTS）基于图像处理技术，能够以 180°的视场（FOV）识别和评估太阳的视位置。系统由两部分组成：PSTS 和太阳能跟踪系统。其工作过程始于捕捉从凸面镜反射到 PSTS 的 Raspberry - Pi 相机的太阳光线，然后对获取的图像进行处理，计算太阳的天顶角和方位角，并将这些角度发送到太阳能跟踪器控制器，最终控制器驱动执行器使太阳能板到达所需位置。

PSTS 组成

PSTS 由低成本的天空成像设备、图像采集与处理算法以及支撑结构组成。具体如下：
- 相机模块 ：采用 Raspberry Pi Camera 模块 V2，配备 CMOS IMX219PQ 传感器，具有 800 万像素的原生分辨率，相机外壳专为户外应用设计，可防雨防尘。
- 凸面镜 ：安装在由 20mm 结构铝制成的支撑结构上，采用向上的配置方式，实现 180°的视场，便于全天可视化太阳的视位置。
- 支撑结构 ：为了稳定相机，使用一组夹紧电缆从相机外壳附近的点固定到结构底座。