極軸

如（5，π/4）就是以極點(diǎn)為中心，逆時(shí)針?lè)较颚?4（45°）方向，5個(gè)單位長(zhǎng)度的那個(gè)點(diǎn)。

PS：通俗點(diǎn)講，極坐標(biāo)是可以和直角坐標(biāo)系互換的，一般的說(shuō)來(lái)，極點(diǎn)大概就類(lèi)似于直角坐標(biāo)系里的原點(diǎn)，極軸就是X軸。

x=ρcosθ

y=ρsinθ（ρ不是P，念 rou ，是長(zhǎng)度；θ是角度。）

（1）用于定位和導(dǎo)航。極坐標(biāo)通常被用于導(dǎo)航，作為旅行的目的地或方向可以作為從所考慮的物體的距離和角度。例如，飛機(jī)使用極坐標(biāo)的一個(gè)略加修改的版本進(jìn)行導(dǎo)航。這個(gè)系統(tǒng)中是一般的用于導(dǎo)航任何種類(lèi)中的一個(gè)系統(tǒng)，在0°射線(xiàn)一般被稱(chēng)為航向360，并且角度是以順時(shí)針?lè)较蚶^續(xù)，而不是逆時(shí)針?lè)较?，如同在?shù)學(xué)系統(tǒng)那樣。航向360對(duì)應(yīng)地磁北極，而航向90，180，和270分別對(duì)應(yīng)于磁東，南，西。因此，一架飛機(jī)向正東方向上航行5海里將是在航向90（空中交通管制讀作090）上航行5個(gè)單位。

（2）有些幾何軌跡問(wèn)題如果用極坐標(biāo)法處理，它的方程比用直角坐標(biāo)法來(lái)得簡(jiǎn)單，描圖也較方便。1694年，J.貝努利利用極坐標(biāo)引進(jìn)了雙紐線(xiàn)，這曲線(xiàn)在18世紀(jì)起了相當(dāng)大的作用。

（3）建模有徑向?qū)ΨQ(chēng)的系統(tǒng)提供了極坐標(biāo)系的自然設(shè)置，中心點(diǎn)充當(dāng)了極點(diǎn)。這種用法的一個(gè)典型例子是在適用于徑向?qū)ΨQ(chēng)的水井時(shí)候的地下水流方程。有徑向力的系統(tǒng)也適合使用極坐標(biāo)系。這些系統(tǒng)包括了服從平方反比定律的引力場(chǎng)，以及有點(diǎn)源的系統(tǒng)，如無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)。2100433B

在平面上取定一點(diǎn)O，稱(chēng)為極點(diǎn)。從O出發(fā)引一條射線(xiàn)Ox，稱(chēng)為極軸。再取定一個(gè)單位長(zhǎng)度，通常規(guī)定角度取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?。這樣，平面上任一點(diǎn)P的位置就可以用線(xiàn)段OP的長(zhǎng)度ρ以及從Ox到OP的角度θ來(lái)確定，有序數(shù)對(duì)（ρ，θ）就稱(chēng)為P點(diǎn)的極坐標(biāo)，記為P（ρ，θ）；ρ稱(chēng)為P點(diǎn)的極徑，θ稱(chēng)為P點(diǎn)的極角。

建立極坐標(biāo)系的要素是①極點(diǎn)；②極軸；③長(zhǎng)度單位；④角度單位和它的正方向。

此種坐標(biāo)系的原點(diǎn)叫做“極點(diǎn)”，極軸是以極點(diǎn)為端點(diǎn)的一條射線(xiàn)，以極點(diǎn)為觀(guān)測(cè)點(diǎn)。

機(jī)械結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)部分主要通過(guò)類(lèi)似萬(wàn)向節(jié)的雙軸結(jié)構(gòu)，其中極軸是軸可動(dòng)，軸承不可動(dòng)。通過(guò)步進(jìn)電機(jī)連接減速器帶動(dòng)極軸轉(zhuǎn)動(dòng)，連同電池板一起轉(zhuǎn)動(dòng)，以抵消地球自轉(zhuǎn)。

俯仰角調(diào)節(jié)軸是軸不可動(dòng)，軸承可動(dòng)，軸通過(guò)軸套與極軸固定，隨極軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而通過(guò)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)俯仰角，抵消赤緯夾角。在機(jī)械結(jié)構(gòu)上采用兩根螺釘對(duì)頂?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)對(duì)俯仰角的調(diào)節(jié)，通過(guò)量角器確定赤緯角。如果需要進(jìn)行高倍聚光對(duì)跟蹤精度提出更高要求，可以在俯仰角調(diào)節(jié)軸上安裝電機(jī)來(lái)帶動(dòng)軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)二維跟蹤。

極軸與地平面的夾角也就是安裝角，應(yīng)與當(dāng)?shù)鼐暥冉窍嗤?。該角度由設(shè)計(jì)決定，加工成型后不再改變，如有偏差，可通過(guò)調(diào)節(jié)底座的安裝角度進(jìn)行補(bǔ)償。

機(jī)構(gòu)頂部可以安裝電池板，也可以安裝聚光機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)機(jī)械簡(jiǎn)圖如圖3所示。

太陽(yáng)高度角、方位角可由當(dāng)?shù)鼐暥冉?、太?yáng)赤緯角和時(shí)角確定，在緯度一定的情況下，可由時(shí)角與赤緯角確定高度角與方位角。因此，極軸式跟蹤可以在保證跟蹤精度的基礎(chǔ)上，將太陽(yáng)能板的橢圓跟蹤軌跡轉(zhuǎn)化為繞旋轉(zhuǎn)軸（極軸）的旋轉(zhuǎn)跟蹤太陽(yáng)平時(shí)角，以及俯仰角跟蹤太陽(yáng)赤緯角。

如圖1所示，將太陽(yáng)能板的旋轉(zhuǎn)軸（極軸）調(diào)整至與地軸平行，其安裝角即為當(dāng)?shù)鼐暥冉铅?，此時(shí)可以通過(guò)極軸旋轉(zhuǎn)抵消地球的自轉(zhuǎn)。同時(shí)為保證太陽(yáng)電池板能與太陽(yáng)光垂直，使電池板與極軸夾角為太陽(yáng)赤緯角δ。經(jīng)過(guò)計(jì)算可以證明，極軸式跟蹤一天之內(nèi)太陽(yáng)能板的俯仰角變化不大于0.4°。如圖2所示，如按半月調(diào)節(jié)一次計(jì)算，光強(qiáng)減弱程度不足0.5%，故俯仰角可以周期性機(jī)械調(diào)節(jié)俯仰角，將二維運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為一維，可少使用一臺(tái)電機(jī)，最大程度簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)的制作與運(yùn)行成本。