目前,太阳能的利用方式主要有光伏发电和光热发电两种,其中太阳能光热发电又分为槽式、塔式和碟式三种。本课题以塔式太阳能光热发电系统中的定日镜跟踪系统为背景展开研究,致力于解决小型定日镜成本较高的问题。相较于大型定日镜,小型定日镜的优势在于机械制造成本低、易安装易清洁、土地利用率高等,但其小型化导致控制系统单位面积均摊成本高,电气控制系统更加复杂。小型定日镜的高成本主要体现在以大型盘式减速机构成的传动机构和价格高昂的绝对值编码器测角装置。针对于此,本课题设计了斜轴式定日镜跟踪系统方案,以简易的十字联轴器取代大型盘式减速机,采用软绳牵拉的方式控制定日镜姿态;并在此基础上设计了基于三轴加速度传感器的检测装置,以单个加速度传感器测量镜面的两个姿态角,很大程度上降低了检测成本。为了验证方案的可行性,本课题建立了三轴加速度传感器测角模型、绳长与镜面姿态之间的数学模型,然后搭建了基于PLC和触摸屏的实验平台进行验证。实验结果表明,斜轴式定日镜跟踪系统能够稳定有效地完成跟踪太阳的任务,并在很大程度上降低定日镜的控制成本。本课题的工作为斜轴式定日镜的工程应用奠定了理论基础,对推进小型定日镜的发展具有重要意义。