[发明专利]一种无工质推力控制器频率匹配控制方法和系统

权利要求书

1.一种基于相位-频率闭环和功率-频率闭环双闭环控制的无质损电磁推进系统，其特征在于，包括控制器、功率测量模块、相位测量模块、信号源、放大器、环形器、推力器；

相位测量模块测量推力器的入射功率和反射功率的相位差将相位差转化为电信号送控制器；

功率测量模块测量环形器的推力器反射功率，将测量的推力器反射功率转化为电信号送控制器；

控制器接收相位测量模块的相位测量信号、功率测量模块的功率测量信号，根据接收的测量信号和设定的控制逻辑，输出频率控制信号给信号源；

信号源根据控制器的输出频率、功率设定，输出相应频率、功率的信号至放大器；

放大器将信号源的功率放大为微波功率输出。

2.根据权利要求1所述的无质损电磁推进系统的无工质推力控制器频率匹配控制方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1、启动功率-频率闭环控制搜索推力器中心频点；

步骤2、相位测量模块在推力器中心频点下测量推力器的入射功率和反射功率的S12参数相位差

步骤3、以相位差为相位-频率闭环的控制目标，运行相位-频率闭环控制；

步骤1中，功率-频率闭环控制方法的具体步骤如下：

步骤1.1、给定控制器扫频频率范围W；给定控制器频率步进长度Step，控制器按照以上给定控制信号源输出信号；

步骤1.2、在频率范围W内，信号源以Step步进扫频；扫频过程中，功率测量模块测量推力器的反射功率Pr，反射功率Pr信号送控制器，控制器记录Pr最小时对应的频率f1，该频率f1为当前中心频率和控制器起始频率；

步骤1.3、如果控制器找到中心频率f1，控制器控制信号源在[f1-3×Step，f1+3×Step]的频率范围，以Step步进扫频左右扫频输出，每个频点输出时间20ms，在每个扫频周期记录Pr最小时对应的频率f2，一个扫频周期结束时，控制器将f2的值赋给f1，进入下一个扫频周期；

步骤3中，相位-频率闭环控制方法的具体步骤如下：

步骤3.1、给定相位给定中心频点S12参数相位差给定频率步进长度Step，给定控制器当前输出频率f0，控制器控制信号源输出信号；

步骤3.2、相位测量模块测量入射功率和推力器反射功率的相位差相位测量模块将检测到的相位差信号送控制器；

步骤3.3、控制器比较当小于控制阈值时，判断如果控制器给信号源输出控制指令使频率正向步进Step；

如控制器给信号源输出控制指令使频率负向步进Step；

步骤3.4、信号源输出频率步进完成后，相位测量模块测量入射功率和反射功率的相位差将检测到的相位差信号送控制器，控制器比较当相位差小于控制阈值时，认为控制方法已经实现控制目标，如不满足控制阈值，则返回步骤3.2，继续测量入射功率和反射功率的相位差

3.根据权利要求2所述的无工质推力控制器频率匹配控制方法，其特征在于，步骤1.1中，步进长度Step≤0.1*3dB带宽。

4.根据权利要求3所述的无工质推力控制器频率匹配控制方法，其特征在于，步骤3.1中，步进长度Step≤0.1*3dB带宽。