太阳能作为一种清洁可再生能源,对实现美丽中国、可持续发展有重要战略意义。研究报告表明,实现太阳能电池板对太阳位置的跟踪,可以显著提高太阳能接收效率,进而提高太阳能利用率。目前,国产北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System,BDS）处在快速发展阶段,本文将BDS应用于移动式太阳跟踪系统尚属国内首次,对拓宽我国BDS应用领域具有现实意义。首先,本文推导了太阳角度计算公式并进行了误差估算,计算了车辆运动对移动式太阳跟踪的影响。面向车载使用场景,设计了一个移动式太阳能板双轴跟踪系统及方法,利用北斗定位芯片测得经纬度信息,送入太阳角度计算公式算出太阳角度,利用电子陀螺仪测得太阳能板欧拉角,将太阳角度和太阳能板欧拉角的偏差先经可调死区判断后,再送入控制器作为输入信号,控制电机调整太阳能板姿态,完成太阳跟踪。提出了一种带负反馈和环境感知的双通道控制策略,以兼顾太阳能量获取和电机能量消耗。然后,本文改进了滑模控制（sliding mode control,SMC）算法,提出了新型混合趋近律,以削弱传统SMC方法的滑模抖振,并加快滑模运动趋近速度,用lyapunov稳定性判据证明了新型混合趋近律的稳定性,仿真实验验证了改进型SMC算法的优势。改进了积分分离模糊PID控制算法,为本文的改进型SMC算法提供对比参照。提出了环境感知算法,一方面检测当前道路环境,据此暂停或恢复太阳跟踪;另一方面检测车辆运动状态,切换不同跟踪模式。对传统地平坐标系双轴跟踪系统机械结构进行改进,设计了一种稳固性更好的新型“转盘轴承自旋+多连杆翻转”机械结构。基于μ C/OS-Ⅲ完成了移动式太阳能板双轴跟踪系统软件开发。最后,做了大量的仿真实验及实物模拟实验,仿真实验表明,与普通PID、普通积分分离模糊PID以及改进积分分离模糊PID相比,本文提出的改进型SMC算法优势明显,在提高跟踪系统鲁棒性和抗干扰能力的同时减少稳态抖振。完成了移动式太阳能板双轴跟踪系统的硬件设计和软件开发,制作了实物验证模型。实物模拟实验表明,本文设计的移动式太阳跟踪方法可以实现车载太阳能板在移动环境中对太阳的可靠跟踪,跟踪过程快速准确,无超调无抖动,系统鲁棒性好,验证了改进型SMC算法的实际控制效果,同时,系统能自动暂停和恢复跟踪,验证了双通道控制策略的有效性。