[發(fā)明專利]基于柵極腐蝕形貌和電子返流的離子推力器壽命評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711387841.2
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108280253B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王宗仁;王敏;林逢春;王玨;吳繼峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空間技術(shù)研究院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G06F30/20;G06F119/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 武瑩

1.基于柵極腐蝕形貌和電子返流的離子推力器壽命評估方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一，采集加速柵下游表面凹槽腐蝕深度、加速柵柵孔直徑；

步驟二，根據(jù)加速柵下游表面凹槽腐蝕深度、加速柵柵孔直徑，建立柵極腐蝕退化模型；

步驟三，確定柵極腐蝕退化模型參數(shù)，并根據(jù)柵極腐蝕退化模型得到柵極腐蝕擬合退化模型；

步驟四，根據(jù)柵極腐蝕擬合退化模型預(yù)估基于柵極腐蝕的離子推力器壽命；

步驟五，采集不同試驗時間下電子返流極限電壓數(shù)據(jù)；

步驟六，根據(jù)不同試驗時間下電子返流極限電壓數(shù)據(jù)建立電子返流極限電壓退化模型；

步驟七，確定柵極腐蝕退化模型參數(shù)，并根據(jù)電子返流極限電壓退化模型得到柵極腐蝕擬合退化模型；

步驟八，根據(jù)柵極腐蝕擬合退化模型預(yù)估基于電子返流極限電壓退化的離子推力器壽命；

步驟九，綜合評估得到的離子推力器壽命。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柵極腐蝕形貌和電子返流的離子推力器壽命評估方法，其特征在于：所述的加速柵下游表面凹槽腐蝕深度d(t)為離子推力器柵極中心區(qū)域3個柵孔的平均凹槽腐蝕深度的最大值，其中d_ij(t)為第i個柵孔與周圍第j個相鄰柵孔的凹槽腐蝕深度，i＝1,2,…,n_d，n_d≥3，j＝1,2,…,6；加速柵柵孔直徑D(t)為中心區(qū)域3個柵孔的直徑的平均值，其中D_i(t)為第i個柵孔的柵孔直徑，i＝1,2,…,n_D，n_D≥3。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于柵極腐蝕形貌和電子返流的離子推力器壽命評估方法，其特征在于：所述的柵極腐蝕退化模型包括點火工作時間t時刻對應(yīng)的加速柵下游表面凹槽腐蝕深度d(t)、點火工作時間t時刻對應(yīng)的加速柵柵孔直徑D(t)，其中

d(t)＝d₀+b_dt+ε_d，

D(t)＝D₀+b_Dt+ε_D，

d₀為加速柵下游表面凹槽腐蝕深度的初始值；

b_d為加速柵下游表面凹槽腐蝕深度的線性變化速率；

D₀為加速柵柵孔直徑的初始值；

b_D為加速柵柵孔直徑的線性變化速率；

ε_d為均值為0、方差為的隨機誤差；

ε_D為均值為0、方差為的隨機誤差。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于柵極腐蝕形貌和電子返流的離子推力器壽命評估方法，其特征在于：所述的確定柵極腐蝕退化模型參數(shù)，并根據(jù)柵極腐蝕退化模型得到柵極腐蝕擬合退化模型的方法包括：

得到時刻t對應(yīng)的性能參數(shù)y(t)＝y(tǒng)₀+b·x(t)+ε，ε～N(0,σ²)，y₀為性能參數(shù)初始值，b為退化速率，x(t)為時間t的已知函數(shù)，ε為均值為0、方差為σ²的隨機誤差；

t_j時刻檢測性能數(shù)據(jù)，獲得一組退化數(shù)據(jù)(y_j，x_j)，j＝1,2,…,p，得到柵極腐蝕擬合退化模型為