[发明专利]一种基于扩展卡尔曼滤波的离子推力器栅极状态监测方法

权利要求书

1.一种基于扩展卡尔曼滤波的离子推力器栅极状态监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：任务开始，建立离子推力器栅极状态监测的扩展卡尔曼滤波器模型，输入模型初始参数；

步骤2：计算状态转移矩阵；

步骤3：计算下一节点状态的预测值；

步骤4：到达下一节点，通过在线测量传感器获取测量数据，得到测量值；

步骤5：设置偏移限制，通过计算测量值基于预测值的偏移量，来判断栅极状态是否发生异常，如果偏移量没有超出偏移限制，则进行步骤6，如果偏移量超出偏移限制，则表示异常，此时进行步骤7；

步骤6：卡尔曼滤波器模型利用测量值对预测值进行校正，完成状态更新；

步骤7：偏移量超出偏移限制，输出该节点的离子推力器工作参数和性能参数，与历史数据库进行比对，根据比对结果判断是在线测量传感器误读还是离子推力器工作异常；如果是在线测量传感器误读，则直接将该节点的状态值更新为预测值，进行步骤8；如果是离子推力器工作异常，将异常信息输出，进行人工二次判别，根据专家知识调整工作参数，调整后需要返回步骤1重新输入模型参数；

步骤8：根据状态更新值，计算栅极的剩余寿命，并输出保存，再次进入步骤3；

步骤9：循环步骤3-步骤8，直至任务结束，实现对离子推力器栅极的剩余寿命的监测。

2.根据权利要求1所述的基于扩展卡尔曼滤波的离子推力器栅极状态监测方法，其特征在于，在步骤1中，建立离子推力器栅极状态监测的扩展卡尔曼滤波器模型时，选择栅极刻蚀作为离子推力器栅极状态的监测对象，将栅极孔径和栅孔刻蚀深度作为监测状态，通过栅孔刻蚀扩大率方程和栅孔刻蚀深度拟合方程建立卡尔曼滤波器模型的状态-观测空间。

3.根据权利要求1所述的基于扩展卡尔曼滤波的离子推力器栅极状态监测方法，其特征在于，在步骤5中，偏移限制设置为0.02。

4.根据权利要求1所述的基于扩展卡尔曼滤波的离子推力器栅极状态监测方法，其特征在于，在步骤6中，通过扩展卡尔曼滤波器对状态进行更新时，将非线性的栅极状态模型和在线测量传感器的数据进行信息融合，实现对栅极状态相对准确的估计。

5.根据权利要求1所述的基于扩展卡尔曼滤波的离子推力器栅极状态监测方法，其特征在于，在步骤8中，计算栅极的剩余寿命时，通过离子推力器质量腐蚀速率公式建立剩余寿命计算公式。