[发明专利]一种离子推力器工作性能参数最优化设计方法

摘要

本发明公开了一种离子推力器工作性能参数最优化设计方法，整个优化过程进行了二～四次修正，包括二价Xe离子产生推力修正、束流发散角修正、性能试验数据修正、误差修正，保证最终优化结果与技术要求符合度最高。该方法避免了采用传统的离子推力器参数设计方法引起的设计参数误差的宽范围性以及大量重复性性能测试试验带来的试验成本以及人力成本的大幅提升的问题。

主权项

一种离子推力器工作性能参数最优化设计方法，其特征在于，包括：步骤一、建立离子推力器的输入/输出参数控制模型，P＝F(Q)；其中，F表示输入参数与输出参数的映射关系模型，Q为输入参数的集合，P为输出工作性能参数的集合，P中至少包含推力T；步骤二、将设定的离子推力器的输入参数初始值Q0确定为本轮优化的当前输入参数集合Q；步骤三、将当前输入参数集合Q代入所述输入/输出参数控制模型，计算得到输出参数，记为P；步骤四、利用二价Xe离子产生推力修正因子α以及束流发散角修正因子Ft，对P中的推力T进行修正，获得第一次修正后的推力T'＝T·α·Ft；步骤五、判断当前进行优化的离子推力器是否有前期性能试验数据支持；其中，是否有前期性能试验数据支持是指：设定当前进行优化的离子推力器为推力器A，判断在此之前是否有同批次、同型号离子推力器，在相同输入参数Q的情况下，获得了输出数据；对于具有前期性能试验数据支持的情况，利用推力对应的试验数据与计算数据的均方差σcorr，对T'进行修正，获得第二次修正后的推力T”＝T'+σcorrt；对于没有前期性能试验数据支持的情况令T”＝T'；步骤六、开展离子推力器具体性能试验比对：对进行参数优化的当前离子推力器进行实际性能测试，输入参数为当前输入参数集合Q，得到实际输出推力T1，并计算实际输出推力平均值T1'；比较性能试验得到的实际输出推力平均值T1'与T”之间的误差Δ：Δ=|T1′-T′′T1′|]]>如果误差Δ大于设定阈值，则执行步骤七和步骤八；否则，执行步骤九；步骤七、引入反馈系数fb＝|1+Δ|，对T”进行修正，得到修正推力T”'＝T”·fb；将T”'代入输入/输出参数控制模型计算输出参数集合，记为P'；步骤八、根据P'结合输入/输出参数控制模型反推出输入参数Q'；将Q'赋值给当前输入参数集合Q，返回步骤三；步骤九、当前输入参数集合Q作为离子推力器的最优工作参数。