太阳能具有绿色环保、可持续利用等优点,在解决传统能源危机中,太阳能利用是各国竞相开发和研究的热点。照明能耗是建筑能耗较多的一项,占建筑能耗的30%左右。如果能将外界清洁、健康的太阳光线引入到室内阴暗的地方,不仅能大大减少照明能耗,而且让人足不出户就能沐浴在纯净天然的阳光之下,无疑对人们身心健康都有好处。研究表明,对太阳光线运动的跟踪与非跟踪,太阳能设备能量的接受率相差37.7%,因此采用太阳跟踪控制系统来提高太阳光照明系统的效率成为人们研究的热点。欧盟已将近十年太阳能供暖研究和发展预算的85%转向了日光照明技术的研究,但是我国在这方面的研究还处于起步阶段。本文是在对目前国内外太阳跟踪器原理研究的基础上,开发了一套跟踪太阳光的采光照明系统,该系统按太阳高度角和方位角分别控制调节控制系统跟踪轴,采用PLC计算发出脉冲,控制步进电机的转动角度,实现对太阳的自动跟踪。论文基于太阳位置计算模型,采用矢量分析法建立了视日运动轨迹跟踪方式双轴太阳跟踪运动控制方程,分析了其运动特性,对间歇跟踪控制方法进行了系统的理论研究和仿真。系统硬件方面,主要选用西门子公司S7-200系列PLC作为核心控制器,选用两台86BYG250GS型步进电机及SD20806步进电机驱动器。系统软件方面,在STEP7-Micro/WIN32编程软件平台上完成了系统的主程序模块、太阳角度计算模块、步进电机脉冲控制模块以及其他相关功能模块的软件设计工作。最后,对软硬件进行调试,实现了最初的设计构想,证实本文设计的跟踪控制系统的研究思路、控制方法、软硬件设计均是确实可行的。系统具有结构简单、运行平稳、跟踪精度高、稳定性高等特点。