题目：太阳自动跟踪器控制系统的研究与开发

当今社会能源问题日益严重，环境问题日益突出，太阳能等新能源的开发和利用越来越受到人们的重视，提高太阳能的利用率和降低太阳能系统的建造成本是太阳能应用领域面临的两大难题。本论文针对目前国内太阳能研究和使用中存在的跟踪精度低、适应能力差、应用成本高等问题，对太阳跟踪技术进行了系统研究，开发了一套适用于我国西北等阳光充裕地区的太阳能自动跟踪器的控制系统，驱使系统的集热装置始终与太阳光线垂直，且有一定的自适应性和自主判断意外情况的能力。具体研究成果如下：1. 分析和对比现行跟踪方法和跟踪原理，结合项目实际需求，与合作单位共同商定了碟式和槽式太阳能设备的机械执行机构，结构巧妙，简单可靠。并基于机械结构分别制定了合理可行的控制方案。2. 了解直流无刷电机伺服系统的结构和原理，针对其特点和项目需求，提出了控制策略，建立数学模型，在Matlab的Simulink环境下搭建物理模型，仿真分析了其工作原理和控制策略，验证了控制方案的可行性。3. 设计了一套太阳能自动跟踪器控制系统的硬件平台，包括基于STM32的核心控制器及其外围电路、基于IR2130和IRF3710的电机驱动电路、基于DS12C887的时钟电路、信号采集电路以及相关通讯电路，并对硬件可靠性设计方法进行了介绍。4. 研究精确计算太阳位置的天文算法和精确控制电机的闭环控制算法，按照模块化设计思想，完成了太阳能自动跟踪器控制系统的软件设计，包括机电伺服系统控制器端软件、上位机端软件以及人机交互界面，方便现场工作人员进行监控和调试。5. 完成了安装于不同地点的三套碟式太阳能设备和两套槽式太阳能设备的现场调试工作，测试了硬件平台和软件设计的正确性和稳定性，控制精度优于0.05°，成功验证了控制方案的可行性，针对调试过程中出现的问题做了相应分析，给出了解决方案，对整个系统的应用情况进行综合评价，并提出了改进方法。