모델 예측 제어 알고리즘 기반 태양 추적 시스템

FANG Ruopeng ,  

LI Renshi ,  

JIAO Ting ,  

XU Zhenyu ,  

DENG Hao ,  

YAO Lu ,  

HE Yabai ,  

KAN Ruifeng ,  

摘要

차량 플랫폼 상에서 레이저 헤테로다인 태양 복사 분광 탐지 시스템의 태양 위치 고정밀 추적 요구를 충족하기 위해, 이동 플랫폼에 적합한 태양 추적 시스템을 설계하였다. 데이터 처리 작업을 에지 컴퓨팅 플랫폼으로 이전하여 데이터 처리 속도를 대폭 향상시키고, 동적 환경에서 시스템의 빠른 반응을 보장하였다; 동시에 카메라 왜곡 보정 기술과 시각적 감지 알고리즘을 결합하여 카메라 화면 내 태양 질량 중심 위치를 정확히 파악하고 각도 편차를 계산하였다; 각도 편차를 시스템 모델 상태 변수로 사용하여 모델 예측 제어 알고리즘을 도입, 자세 조정 모터 속도의 최적 제어를 실현하여 태양 추적의 정확도와 안정성을 효과적으로 향상시켰다. 실험 결과, 시스템의 응답 지연 시간은 단 14.6ms이며, 시속 15km로 주행하는 차량 플랫폼에 적용 시 X축과 Y축 방향의 추적 정확도는 각각 0.13°와 0.04°로 나타났다. 본 태양 추적 시스템은 고정밀과 저지연의 장점을 가지며, 차량 플랫폼 상에서 헤테로다인 측정의 태양 위치 고정밀 추적 요구를 충족할 수 있다.

关键词

레이저 헤테로다인; 태양 추적; 모델 예측 제어; 영상 처리

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