[發(fā)明專利]一種基于Kaufman型離子推力器的推力調(diào)節(jié)方法及衛(wèi)星應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110525009.4
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113217316B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡竟;耿海;王東升;楊福全;郭德洲;李建鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州空間技術(shù)物理研究所
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 北京之于行知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11767
• 代理人: 呂曉蓉

1.一種基于Kaufman型離子推力器的推力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括步驟：

S1：確定推力器在最大推力下的陽極流率，為最大陽極流率；

S2：按照預(yù)設(shè)的第一遞減策略及所述最大陽極流率，形成多個不同量值的陽極流率；

S3：在每個所述陽極流率下，根據(jù)預(yù)設(shè)的第二遞減策略逐漸降低陽極電流，以及在每個陽極電流下根據(jù)預(yù)設(shè)的第三遞減策略逐漸降低磁場強(qiáng)度，輸出推力器對應(yīng)的推力；

S4：在每個所述陽極流率及所述陽極電流下推力器的輸出推力最大時，對總加速電壓進(jìn)行測控。

2.如權(quán)利要求1所述的基于Kaufman型離子推力器的推力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟S3中根據(jù)預(yù)設(shè)的第二遞減策略逐漸降低陽極電流，以及在每個陽極電流下根據(jù)預(yù)設(shè)的第三遞減策略逐漸降低磁場強(qiáng)度，包括：

S31:在當(dāng)前陽極流率下調(diào)節(jié)所述陽極電流以及所述磁場強(qiáng)度，使推力器的輸出推力達(dá)到最大值，且當(dāng)前的陽極電壓及其振蕩均小于設(shè)定值，放電損耗保持在預(yù)期量級范圍內(nèi)時，令此時的陽極電流為最大陽極電流；

S32:在所述最大陽極電流下，將所述磁場強(qiáng)度按照所述第三遞減策略逐級降低，直至輸出推力低于最大值4mN或當(dāng)前的陽極電壓及其振蕩均達(dá)到設(shè)定值；

S33:按照所述第二遞減策略降低當(dāng)前陽極電流，形成一組新陽極電流工況；

S34：調(diào)節(jié)所述磁場強(qiáng)度，使推力器的輸出推力在所述新陽極電流工況下達(dá)到最大值，且當(dāng)前的陽極電壓及其振蕩均小于設(shè)定值；

S35：在所述新陽極電流工況下，將所述磁場強(qiáng)度按照所述第三遞減策略逐級降低，直至輸出推力低于最大值4mN或當(dāng)前的陽極電壓及其振蕩均達(dá)到設(shè)定值；

S36：循環(huán)執(zhí)行步驟S33至S35，直至陽極電流降低至所述最大陽極電流的三分之二以下。

3.如權(quán)利要求1所述的基于Kaufman型離子推力器的推力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟S4中對總加速電壓進(jìn)行測控包括：

根據(jù)第四遞減策略逐漸降低所述總加速電壓，直至推力器的輸出推力出現(xiàn)逆向上升時，所述總加速電壓為總加速電壓下限值，以所述總加速電壓大于或等于所述總加速電壓下限值為要求執(zhí)行步驟S1至步驟S3進(jìn)行推力調(diào)節(jié)。

4.如權(quán)利要求1所述的基于Kaufman型離子推力器的推力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟S1中確定推力器在最大推力下的陽極流率，包括：

根據(jù)最大推力點(diǎn)的比沖以及推力器的主陰極、中和器的工作要求，確定最大推力點(diǎn)下的陽極流率。

5.如權(quán)利要求1所述的基于Kaufman型離子推力器的推力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述第一遞減策略的遞減幅度范圍為5％～10％。

6.如權(quán)利要求1所述的基于Kaufman型離子推力器的推力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟S2中的多個不同量值的陽極流率具有等值的遞減幅度。

7.如權(quán)利要求1所述的基于Kaufman型離子推力器的推力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述第二遞減策略的遞減幅度范圍為5％～10％；所述第三遞減策略的遞減幅度范圍為0.1％～0.5％。

8.如權(quán)利要求1所述的基于Kaufman型離子推力器的推力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，第四遞減策略的遞減幅度范圍為5V～10V。

9.如權(quán)利要求1所述的基于Kaufman型離子推力器的推力調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟S2中按照預(yù)設(shè)的第一遞減策略及所述最大陽極流率，形成多個不同量值的陽極流率，包括：

S21：從零至所述最大陽極流率分為第一陽極流率區(qū)間和第二陽極流率區(qū)間；

S22：選定第一遞減幅度值和第二遞減幅度值，且第一遞減幅度值小于第二遞減幅度值；

S23：將所述第一陽極流率區(qū)間按照所述第一遞減幅度值劃分為多個不同量值的陽極流率，將所述第二陽極流率區(qū)間按照所述第二遞減幅度值劃分為多個不同量值的陽極流率。

10.一種如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)基于Kaufman型離子推力器推力調(diào)節(jié)方法的衛(wèi)星應(yīng)用，其特征在于，包括對所述陽極流率進(jìn)行開環(huán)控制，對所述陽極電流及所述磁場強(qiáng)度進(jìn)行閉環(huán)控制，對所述總加速電壓進(jìn)行全過程控制。