Система управления гелиоустановкой

[tesaa]

Я понимаю, сайт электронный, но если нацепить гелиостат на ось старого бабушкиного механического будильника, он будет поворачиваться со скоростью солнца т.е. 15 градусов в час, невзирая на тучки. Это грубое наведение, а подстроить можно и с помощью процессора

[vadd]

хыть... блин...
Дано: координаты наблюдателя – долгота Lon, геодезическая широта Lat.
Момент наблюдения – год Year, месяц Mon, день Day, всемирное время в часах UT.

Найти: Азимут Az, высоту над горизонтом H

1.Вычисление модифицированной юлианской даты на начало суток

Море готовых процедур на всех языках.
Например,
Var1 = 10000 * Year + 100 * Mon + Day
Если Mon ‹= 2 Mon = Mon + 12, Year = Year - 1
Если Var1 ‹= 15821004, то Var2 = -2 + (Year + 4716) \ 4 - 1179
Иначе Var2 = Year \ 400 - Year \ 100 + Year \ 4
Var3 = 365 * Year - 679004
MD = Var3 + Var2 + 306001 * (Mon + 1) \ 10000 + Day
\ - целочисленое деление

2. Вычисление местного астрономического времени

T0 = (MD - 51544.5) / 36525 ‘ мод.юл.дата на начало суток в юлианских столетиях
a1 = 24110.54841
a2 = 8640184.812
a3 = 0.093104
a4 = 0.0000062
S0 = a1 + a2 * T0 + a3 * T0 ^ 2 - a4 * T0 ^ 3 ' звездное время в Гринвиче на начало суток в секундах
Nsec =UT * 3600 ‘ количество секунд, прошедших от начала суток до момента наблюдения
UT - всемирное время в часах, момент расчета
NsecS = Nsec * 366.2422 / 365.2422 ‘ количество звездных секунд
SG = (S0 + NsecS) /3600 * 15 ‘ гринвическое среднее звездное время в градусах
ST = SG + Lon ‘ местное звездное время
Lon – долгота наблюдателя

3. Вычисление эклиптических координат Солнца

T0 = (MD - 51544.5) / 36525 ‘ мод.юл.дата на начало суток в юлианских столетиях
UT – время в часах от полуночи даты
M = 357.528 + 35999.05 * T0 + 0.04107 * UT ‘ средняя аномалия
L0 = 280.46 + 36000.772 * T0 + 0.04107 * UT
L = L0 + (1.915 - 0.0048 * T0) * Sin(M) + 0.02 * Sin(2 *M) ‘ долгота Солнца

X = Cos(L) ' вектор
Y = Sin(L) ' в эклиптической
Z = 0 ' системе координат

4.Координаты Cолнца в прямоугольной экваториальной системе координат

Eps = 23.439281 ‘ наклон эклиптики к экватору
X’ = X ' вектор
Y’ = Y * Cos(Eps) - Z * Sin(Eps) ' в экваториальной
Z’ = Y * Sin(Eps) + Z * Cos(Eps) ' системе координат

5. Экваториальные геоцентрические координаты Солнца

tg (Ra) = Y’ /X’
tg (Dec)= Z’ / Sqrt(X’ ^ 2 + Y’ ^ 2)

Можно и топоцентрические вычислить, но разница несущественна - несколько угловых секунд.

6. Азимутальные координаты Солнца

ST – местное звездное время
Lat - широта

Th = ST - Ra ‘ часовой угол
Cos (z) = Sin(Lat) * Sin(Dec) + Cos(Lat) * Cos(Dec) * Cos(Th) ' косинус зенитного угла
H = 90 –z
tg (Az) = Sin(Th) * Cos(Dec) * Cos(Lat) / (sin(H) * Sin(Lat) - Sin(Dec))


да что я вам рыбу даю... держите удочку!
раз Астрономия с калькулятором ОЧЕНЬ НАСТОЯТЕЛЬНО РЕКОМЕНДУЮ....! то что вы ищите
два тут круче уже Астрономия с комутером..
три тут ваще хорошо.. море исходников.. море расчетов

ой.. чета я увлекся...

[vadd]

но смысл в таких тяжелых расчетах полностью отсутствует...
табличное значение (таблица из 12значений в год. Читать выше, мой первый пост)
такая таблица +\-1 градус будет действительна гдето на 3 года...
можно заранее расчитать и сложить в табличку например 60 значений (на 5 лет через 1 год..) и она будет работать 10 лет..
недостающие (промежуточные) значения получаем апроксимацией..
хотя особо апроксимировать нечего..год от года разница в несколько десятых градуса..

[vadd]

Я понимаю, сайт электронный, но если нацепить гелиостат на ось старого бабушкиного механического будильника, он будет поворачиваться со скоростью солнца т.е. 15 градусов в час, невзирая на тучки. Это грубое наведение, а подстроить можно и с помощью процессора

обсалютно с вами согласен...
а если нацепить на бабушкин будильник зеркала с достаочной точностью изначально, то необходимость в процессоре - автоматически отпадет

[mikaleus]

Но ведь кроме координат Солнца следует учитывать, то что используется отражение от зеркала. Зеркала наверное будут располагаться вокруг нагревательного элемента, поэтому для каждого зеркала следует рассчитывать свою систему поворота. Точность поворота зеркала трудно будет рассчитать по таблицам (или таблица будет просто огромной), так как при наличии отражателей требование к угловой погрешности утром и вечером будут значительно больше.
По поводу "старого бабушкиного будильника", то это годится для управления фотографированием звёзд через телескоп (и то, надо подстроить точный ход будильника, что бы 24 часа проходили на нём за 23 часа 56 минут) при наличии вместо часовой стрелке (или рядом с ней) замедляющего редуктора 1:2. Кроме того, это требует полярной установки...
Следует отметить, что угловая скорость движения Солнца величина не постоянная...

[strnikol]

Потому, что оказывается не только у меня есть спортивный интерес. А и один уважаемый товарищ кандидатскую пишет и выбрал тему "..... применение нейронных сетей в позиционировании гелиоустановки ... ".

Знаете таких "уважаемых" товарищей значительно больше чем тех, кто может реально реализовать в конкретное работающее устройство свои идеи.
Бумага все стерпит, а вот перед железкой нужно постоять на коленях и попарить мозги.

Я не специалист в гелиостатах и не буду давать советы, а только выскажу свое мнение. Наилучшая по моему опыту система управления объектом, эта та которая непосредственно привязана к этому объекту, через датчики разумеется.
В качестве датчиков в данном случае, я бы применил инфракрасные фотоприемник. Их стоимость копейки. Ну а дальше, дальше нужно работать. Что касается регулирования, здесь можно применить как расчетный угол поворота так и точную регулировку по датчикам.
Регулировка может быть разная, как по принципу нечеткой логики так и простого пид-регулятора. Я бы поставил две гребенки из датчиков, по горизонтали и по вертикали. Грубая наводка расчетная и точная по датчикам. Как в артиллерии грубая наводка поворот станины и точная по оптике. В этом случае и мощный процессор и сложный алгоритм не нужны. Я понимаю, что здесь есть свои тонкости, но они познаются в процессе работы. Собственно говоря вся разработка и заключается в познании этих тонкостей и решении тех задач которые возникают в результате воздействия этих тонкостей. Сложная и занудная эта работа, но при желании результат может быть положительным.

[E97]

Зеркала наверное будут располагаться вокруг нагревательного элемента, поэтому для каждого зеркала следует рассчитывать свою систему поворота.

Из того, что я прочитал про гелиоустановки, такое редко кто применяет.
Чаще встречается что группа зеркал, сведенных в один фокус, расположены на одной поворотной конструкции.
Ну и я думаю чтото подобное сделать.

[mikaleus]

Уважаемый E97, если делать зеркала на одной поворотной платформе, то какие размеры должны быть этой системы? Просто для небольшой мощности нет необходимости ставить гелиостат (например продавцы подобных систем http://vagma.com.ua/catalogue/altern...FQeQzAodtV5kMQ ), а для большой требуется большое поворотное устройство. Или посмотрите тут http://solarb.ru/node/5

[vadd]

Точность поворота зеркала трудно будет рассчитать по таблицам (или таблица будет просто огромной), так как при наличии отражателей требование к угловой погрешности утром и вечером будут значительно больше.

это все верно при условии что растояние от зеркала до коллектора значительно.
если ограничиться десятком метров то все нормально будет.

по поводу утра и вечера.
из собственного опыта:
летом, при угле возвышения светила меньше 12градусов количество энергии долетающей до земли в десятки раз меньше чем в зените.
стоит ли гнаться за синицей, когда карманы набиты журавлями?

а зимой.... угол возвышения в зените около 22-25 градусов....
и еще..зимой, простите, уже неделю я солнца не видел...

Зеркала наверное будут располагаться вокруг нагревательного элемента, поэтому для каждого зеркала следует рассчитывать свою систему поворота.

все верно. особенно если зеркала разнести на километр.
если их разнести на метры, то они смогут синхронно работать.. от одной таблицы в 60 значений.(разница по углу при таком разнесении составит несолько секунд, врядли на коленках удастся построить такой точный подвес, чтоб это стало заметно)

отметить, что угловая скорость движения Солнца величина не постоянная...

вот так!
чпок, и отменили законы физики

[mikaleus]

Уважаемый vadd скорость движения Солнца непостоянна. Это приводит к тому, что максимальное возвышение (элевация) Солнца в день весеннего и осеннего равноденствия не совпадает с истинным полуднем.