[发明专利]基于栅极腐蚀形貌和电子返流的离子推力器寿命评估方法

权利要求书

1.基于栅极腐蚀形貌和电子返流的离子推力器寿命评估方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一，采集加速栅下游表面凹槽腐蚀深度、加速栅栅孔直径；

步骤二，根据加速栅下游表面凹槽腐蚀深度、加速栅栅孔直径，建立栅极腐蚀退化模型；

步骤三，确定栅极腐蚀退化模型参数，并根据栅极腐蚀退化模型得到栅极腐蚀拟合退化模型；

步骤四，根据栅极腐蚀拟合退化模型预估基于栅极腐蚀的离子推力器寿命；

步骤五，采集不同试验时间下电子返流极限电压数据；

步骤六，根据不同试验时间下电子返流极限电压数据建立电子返流极限电压退化模型；

步骤七，确定栅极腐蚀退化模型参数，并根据电子返流极限电压退化模型得到栅极腐蚀拟合退化模型；

步骤八，根据栅极腐蚀拟合退化模型预估基于电子返流极限电压退化的离子推力器寿命；

步骤九，综合评估得到的离子推力器寿命。

2.根据权利要求1所述的基于栅极腐蚀形貌和电子返流的离子推力器寿命评估方法，其特征在于：所述的加速栅下游表面凹槽腐蚀深度d(t)为离子推力器栅极中心区域3个栅孔的平均凹槽腐蚀深度的最大值，其中d_ij(t)为第i个栅孔与周围第j个相邻栅孔的凹槽腐蚀深度，i＝1,2,…,n_d，n_d≥3，j＝1,2,…,6；加速栅栅孔直径D(t)为中心区域3个栅孔的直径的平均值，其中D_i(t)为第i个栅孔的栅孔直径，i＝1,2,…,n_D，n_D≥3。

3.根据权利要求2所述的基于栅极腐蚀形貌和电子返流的离子推力器寿命评估方法，其特征在于：所述的栅极腐蚀退化模型包括点火工作时间t时刻对应的加速栅下游表面凹槽腐蚀深度d(t)、点火工作时间t时刻对应的加速栅栅孔直径D(t)，其中

d(t)＝d₀+b_dt+ε_d，

D(t)＝D₀+b_Dt+ε_D，

d₀为加速栅下游表面凹槽腐蚀深度的初始值；

b_d为加速栅下游表面凹槽腐蚀深度的线性变化速率；

D₀为加速栅栅孔直径的初始值；

b_D为加速栅栅孔直径的线性变化速率；

ε_d为均值为0、方差为的随机误差；

ε_D为均值为0、方差为的随机误差。

4.根据权利要求3所述的基于栅极腐蚀形貌和电子返流的离子推力器寿命评估方法，其特征在于：所述的确定栅极腐蚀退化模型参数，并根据栅极腐蚀退化模型得到栅极腐蚀拟合退化模型的方法包括：

得到时刻t对应的性能参数y(t)＝y₀+b·x(t)+ε，ε～N(0,σ²)，y₀为性能参数初始值，b为退化速率，x(t)为时间t的已知函数，ε为均值为0、方差为σ²的随机误差；

t_j时刻检测性能数据，获得一组退化数据(y_j，x_j)，j＝1,2,…,p，得到栅极腐蚀拟合退化模型为