[发明专利]一种测量在轨等离子体推力器的推力的方法及系统

说明书

本发明公开一种测量在轨等离子体推力器的推力的方法及系统。该方法包括：获取拍摄的待测等离子体推力器的羽流照片；将羽流照片转换成RGB三维矩阵；对RGB三维矩阵进行灰度化处理，得到二维灰度矩阵；将二维灰度矩阵等分为m*n个子矩阵；利用奇异值分解计算每个子矩阵的奇异值，得到包含m*n个奇异值的特征值矩阵；对包含m*n个奇异值的特征值矩阵进行归一化处理，得到归一化的特征值矩阵；将归一化的特征值矩阵输入训练好的神经网络模型，得到羽流照片对应的推力。本发明的方法及系统能够实现对空间在轨工作的等离子体推力器的推力检测。

技术领域

本发明涉及等离子体推力器领域，特别是涉及一种测量在轨等离子体推力器的推力的方法及系统。

背景技术

等离子体推力器是一种利用离子和电场产生推力的装置。等离子体推力器的工作原理是先将气体电离，然后用电场力将带电的离子加速后喷出，以离子的反作用力产生向前的推力。目前典型的等离子体推力器包括霍尔推力器和离子推力器。

当前等离子体推力器推力测量主要采用三丝扭摆等地面测量装置，然而地面测量装置的只适合地面相关试验与应用，无法实现对空间在轨工作的等离子体推力器的推力检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量在轨等离子体推力器的推力的方法及系统，实现对空间在轨工作的等离子体推力器的推力检测。

一种测量在轨等离子体推力器的推力的方法，包括：

获取拍摄的待测等离子体推力器的羽流照片；

将所述羽流照片转换成RGB三维矩阵；

对所述RGB三维矩阵进行灰度化处理，得到二维灰度矩阵；

将所述二维灰度矩阵等分为m*n个子矩阵；

利用奇异值分解计算每个所述子矩阵的奇异值，得到包含m*n个奇异值的特征值矩阵；

对所述包含m*n个奇异值的特征值矩阵进行归一化处理，得到归一化的特征值矩阵；

将所述归一化的特征值矩阵输入训练好的神经网络模型，得到所述羽流照片对应的推力；所述训练好的神经网络模型是利用已知推力的羽流照片所对应的归一化的特征值矩阵和推力值对神经网络进行训练得到的。

可选的，所述训练好的神经网络模型的训练过程包括：

获取等离子体推力器的多个样本羽流照片和每张所述样本羽流照片对应的推力值；

将每张所述样本羽流照片转换成RGB三维矩阵，得到样本羽流照片的RGB三维矩阵；

对每个所述样本羽流照片的RGB三维矩阵进行灰度化处理，得到样本羽流照片的二维灰度矩阵；

将每个所述样本羽流照片的二维灰度矩阵等分为m*n个子矩阵，得到子矩阵序列；

利用奇异值分解计算每个所述子矩阵序列中各个子矩阵的奇异值，得到样本羽流照片的特征值矩阵；

对每个所述样本羽流照片的特征值矩阵进行归一化处理，得到样本羽流照片的归一化的特征值矩阵；

以各所述样本羽流照片的归一化的特征值矩阵作为神经网络的输入，以各所述样本羽流照片对应的推力值作为神经网络的期望输出，对所述神经网络进行训练，得到训练好的神经网络模型。

可选的，所述将所述羽流照片转换成RGB三维矩阵，具体包括：

利用MATLAB软件提取所述羽流照片的三基色并生成三维矩阵。

可选的，所述对所述RGB三维矩阵进行灰度化处理，得到二维灰度矩阵，具体包括：