[发明专利]一种离子电推进系统在全寿命周期下的工作方法

权利要求书

1.一种离子电推进系统在全寿命周期下的工作方法，所述离子电推进系统包括控制单元、电源处理单元、贮供单元以及离子推力器，其特征在于，包括：

S1：控制单元获取电推进系统输入功率，根据电推进系统输入功率确定离子推力器的最佳工作模式；

S2：控制单元根据最佳工作模式产生对应的控制信息向电源处理单元和贮供单元发送，其中：控制单元获取电源处理单元中的阴极触持电源、阴极点火电源、阴极加热电源、阳极电源、屏栅电源、加速电源、中和器触持电源、中和器点火电源、中和器加热电源的电参数，以及获取贮供单元中的压力调节模块、流量调节模块的流率参数，将电参数与流率参数与最佳工作模式下的最佳工作参数进行比对；

根据比对结果以及预设的最优参数匹配策略，为阴极触持电源、阴极点火电源、阴极加热电源、阳极电源、屏栅电源、加速电源、中和器触持电源、中和器点火电源、中和器加热电源、压力调节模块、流量调节模块匹配对应的工作参数；

所述最优参数匹配策略包括：根据放电损耗比初始状态减少20％、或开启屏栅电源与加速电源后立即出现中和器熄弧、或电源处理单元出现不同于打火现象造成的束流重启或保护关机，来判断是否由于栅极磨损而发生电子反流；若以上现象中存在任何一项，则以设定步长不断减小加速电源的电压，直至无电子反流现象；

根据主触电压值判断是否是由于阴极小孔磨损而导致在阴极流率原初设计值下阴极工作在羽状模式；若是，则以设定步长增大阴极流率直至阴极触持电源的电压满足最佳工作参数；

根据阳极电压判断由于栅极磨损导致中性气体流失速率增加是否造成阳极电压增高，而高于要求值；若是，则根据阳极电压增量除以阳极电压对阳极流率的敏感度绝对值，计算得到需增加的阳极流率；

根据中和器触持电压、或推力器相对航天器悬浮电位，判断是否由于中和器小孔磨损导致在中和器流率原初设计值下中和器工作在羽状模式；若是，则通过设定步长增大中和器流率，直到中和器触持电压满足最佳工作参数；

S3：电源处理单元通过控制信息将其电参数进行调整，并为离子推力器供电；

S4：贮供单元通过控制信息将其流率参数进行调整，并为离子推力器供气；

S5：离子推力器在当前工作参数下工作设定时长；

S6：控制单元获取当前状态下的电参数与流率参数，并与最佳工作模式下的最佳工作参数进行对比，若电参数与流率参数未达到最佳工作参数，执行步骤S2至S6，若电参数与流率参数均达到最佳工作参数，则离子推力器在当前工作参数下继续工作。

2.如权利要求1所述的离子电推进系统在全寿命周期下的工作方法，其特征在于，步骤S1中控制单元根据电推进系统输入功率确定离子推力器的最佳工作模式，包括：

控制单元根据电推进系统输入功率-效率曲线计算离子推力器的输入功率；

根据预设的离子推力器功率-功率工作模式对照表以及所述离子推力器的输入功率确定所述离子推力器在当前输入功率下的可选工作模式；

根据航天器轨道设计在当前位置对推力和比冲的需求关系，从所述可选工作模式中选出最佳工作模式。

3.如权利要求1所述的离子电推进系统在全寿命周期下的工作方法，其特征在于，所述电源处理单元对于电参数具备连续调节能力；所述贮供单元对流率参数具备宽范围连续或档位调节能力。