会议简介

ICRA由机器人和自动化学会(IEEE Robotics and Automation Society, RAS)主办，作为机器人领域规模最大的会议，每年都会吸引大批学者参加。

论文介绍

太阳跟踪器可以调整太阳能板的姿态，对准太阳的方向以达到最大的能量收集效率。传统的太阳跟踪器通常采用电机驱动，不仅增加成本，更需要消耗能量调节角度。

本文通过全新的思路，设计了一种太阳追踪器。可以在海面上利用波浪造成的晃动，调节太阳能板的姿态使其对准太阳的方向。这是一种结构简洁、低成本、易于维护的新型智能系统。

该系统使用两个电磁制动器取代两个轴的电机，利用波浪引起的晃动，间断性地调整太阳能电池板的姿态。为有效控制太阳能板的姿态，本文基于系统的动力学模型，估计太阳能板的加速度，作为控制器的输入。此后，深入研究了一种控制算法来确定制动器的释放和锁定状态。

对新型太阳跟踪器的能量搜集效率，论文通过仿真进行了评估。利用能量搜集的模型，计算不同情况下追踪器一天搜集的能量。随后，通过实物系统的水面实验，验证了控制器和动力学模型的可行性和准确性。该系统能够在 28 秒内完成两个自由度上分别 40° 的调整。

论文详细信息请见：

https://events.infovaya.com/presentation?id=69145

作者介绍及感想

     许若愚为香港中文大学（深圳）理工学院二年级博士研究生，专业为计算机信息工程，研究方向涉及机器人学，动力学，无人机与机械臂的运动控制，优化控制等，目前负责的项目为海洋环境中无人船与无人机的协同起降研究。其指导老师为钱辉环教授，联合指导老师为林天麟教授。

     被问及这次论文创作中的感想，许若愚谈道：“我们在研究远洋无人船时往往会遇见能源问题，有效规划路径节省能源是一方面，通过高效的方式搜集能源是另一方面。利用海洋环境的特点开发对应的能量搜集装置是这个课题的初衷。海洋与陆地不同，海洋环境昼夜温差大，潮汐的运动可以造成沿岸水文条件变化，波浪的运动带来无穷无尽的能量来源，这些都已经被一定程度上利用，其中王中林院士提出的摩擦纳米发电机将波浪能转化为微小的电能一度引起很高的关注。于是我们可以利用波浪带来的机械运动为能量搜集装置提供便利，利用波浪能调整太阳能板的姿态以优化其能量搜集效率。在与我的导师钱辉环教授讨论后，我们都认为这是个可行方案。

     这篇文章主要是提出了这种新型装置的原型，通过动力学建模分析了其能量效率并构建了相关控制策略。系统控制的可行性在实验中进行了验证，如果感兴趣可以在文章中了解细节。这里，我想说的是这只是这个系统的雏形，无论机械结构还是控制策略都不算成熟，尤其是控制策略，我期望考虑风的扰动以及云层遮挡等外部因素将其构建成一个新的线性系统，并通过二次规划的方式实现最优控制，这其中，模型的构建是一个十分复杂并具有挑战的问题。

     最后，我要感谢钱辉环教授，林天麟教授，孙正隆教授以及刘恒立博士的指导，感谢实验室同学们在实验环节中的鼎力相助。”