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塔式太阳能发电系统定日镜控制研究
摘要：
定日镜是塔式太阳能发电系统中的关键元件，控制其运动是保障塔式太阳能发电系统正常工作的基础。本文通过对定日镜原理的分析，分析塔式太阳能发电系统定日镜控制问题所涉及的因素，总结了定日镜控制方法和常见控制策略，为进一步完善塔式太阳能发电系统提供了基础和参考。
关键词：
塔式太阳能发电系统；定日镜；控制；控制方法；控制策略
一、引言
随着人们对环境保护的关注和对可再生能源的需求，太阳能发电已成为发展前景广阔的清洁能源。塔式太阳能发电系统是目前太阳能发电技术中最具潜力的一种，由于其具有发电效率高、成本低、安装简单、经济实用等特点，已成为太阳能发电技术中备受关注的一个领域。
定日镜是塔式太阳能发电系统中的重要组成部分，其作用是将太阳光线聚焦到中心反射器上，使其产生高温，从而带动液态盐液循环，并驱动蒸汽涡轮发电机发电。控制定日镜的运动，则是保障塔式太阳能发电系统正常工作的关键之一。因此，研究塔式太阳能发电系统的定日镜控制问题，对于完善和提高塔式太阳能发电系统的工作效率有着重要的实际意义。
二、定日镜原理
定日镜是一种聚光器，其作用是将太阳光聚焦于反射器上，从而产生高温。其主要由反光面、支架、传动部分和控制部分组成。
塔式太阳能发电系统中的定日镜一般采用环形结构，其反光面由一定数目的平行面组成，这些平行面构成一个一定角度的平面锥体。定日镜的角度和朝向都是可控的，其运动由传动装置和控制单元进行控制。
当太阳光照射在定日镜反光面时，定日镜反光面会将太阳光反射到中心反射器上。中心反射器是一个半球形的镜面，其内部填充着液态盐液。太阳光聚焦在中心反射器上时，液态盐液被加热，从而带动液态盐液进行循环，并驱动蒸汽涡轮发电机发电。
三、定日镜控制问题
塔式太阳能发电系统的定日镜运动控制涉及多个因素，主要包括以下几点：
1.姿态控制：定日镜的姿态控制是保障塔式太阳能发电系统正常工作的关键之一。定日镜的姿态控制需根据太阳位置和自身位置来进行调整。一些优秀的姿态控制算法和方法的出现，极大地提高了定日镜的姿态控制精度。
2.移动控制：塔式太阳能发电系统的定日镜需要通过移动来跟随太阳的运动。定日镜的移动需根据太阳位置和自身位置和姿态来进行移动。移动控制和姿态控制是两个相互关联的问题，其成功的解决是塔式太阳能发电系统的工作效率和稳定性的关键。
3.系统响应速度：塔式太阳能发电系统的响应速度对于保障系统的稳定运行至关重要。塔式太阳能发电系统需要快速准确地进行定位和调整，从而最大化太阳能的聚焦效果。因此，定日镜控制过程中的响应速度是至关重要的。
4.鲁棒性：塔式太阳能发电系统的工作环境比较崩溃，定日镜控制需要具有较强的鲁棒性，能够适应系统中各种环境和外界因素的变化和干扰，从而保障系统的长期稳定工作。
四、定日镜控制方法
定日镜控制方法根据所控制的因素和控制策略，可分为以下几类：
1.姿态控制方法：根据太阳的位置和定日镜自身的位置，采用相应算法计算出定日镜应该调整的姿态，然后根据控制单元的信号，通过传动装置调整定日镜的位置和姿态，从而实现定日镜的姿态控制。
2.移动控制方法：根据太阳的位置和定日镜自身的位置和姿态，采用相应的算法计算出定日镜应该移动的方向和距离，然后通过控制单元的信号，通过传动装置调整定日镜的位置和姿态，从而实现定日镜的移动控制。
3.模型预测控制：模型预测控制是一种基于模型的控制方法，其通过在模型上进行预测，然后通过控制信号调整真实系统来达到控制的目的。模型预测控制能够快速准确地进行定位和调整，因此被广泛应用于塔式太阳能发电系统的控制中。
4.自适应控制：自适应控制是一种通过根据实时的输入和输出来自动调节控制系统参数的方法，从而达到优化系统性能和稳定性的目的。自适应控制能够针对系统的不确定性和环境的变化来自适应地调整控制参数，因此也被广泛应用于塔式太阳能发电系统的控制中。
五、常见控制策略
常见的定日镜控制策略主要包括以下几种：
1.直接映射控制：直接映射控制是一种通过将输入值和输出值之间的映射关系建立在神经回路中，从而实现控制的方法。该方法可以快速地学习和优化控制模型，达到较好的控制效果。
2.线性二次调节器(LQR)：LQR是一种通过对控制问题的线性二次化，并加上一些额外的控制限制，同时考虑系统和控制器稳定性来优化控制问题的方法。LQR能够保证系统快速地收敛到最优的状态，从而实现较好的控制效果。
3.模糊控制：模糊控制是一种基于人类经验和知识的模糊逻辑控制方法，通过对模糊变量的定义和模糊规则的制定，以及基于一些先验知识的控制算法来实现控制的目的。模糊控制具有较强的鲁棒性和自适应性，因此被广泛应用于塔式太阳能发电系统的控制中。
六、总结与展望
本文通过对塔式太阳能发电系统中定日镜的原理和控制问题的分析，总结了塔式太