【技术实现步骤摘要】
涉及宇宙航行所用的设备监测。
技术介绍
1、推力高精度、宽范围可调的微推进器是空间引力波探测任务中实现无拖曳控制技术的关键性装置。离子推进器的推力可以由栅极引出电流的大小来精准控制，是引力波探测这种高精度空间任务的首选推进装置。然而，在离子推进器推力调节过程中，由于等离子体非线性变化的特性，放电室内的等离子体常会出现模式转化现象，宏观表现为放电室内的光强分布突然发生改变，微观表现为等离子体分布状态发生突跃。这种现象往往伴随着放电室内等离子体密度的突然升高或降低，导致引出过程中的屏栅电流发生变化，进而导致推力的不稳定跃迁。这种推力的不稳定跃迁将会导致无拖曳控制过度调节，使卫星平台无法稳定在设定状态。因此，准确识别推进器的放电模式，实现推力的高精度评估，是实现天基引力波探测任务的关键，有助于天基探测平台有效抵抗空间中存在的干扰力，对任务的顺利开展起决定性作用。
2、现有技术中，有2018年公开的中国论文《in-orbit thrust measurement ofelectric propulsion systems using a magnetic balance method》，作者zhang y、wangy、li j等，提出了一种基于磁平衡方法的电推进系统在轨推力测量方法。该方法通过在推进器周围放置磁平衡装置，测量推进器产生的磁场变化，从而间接测量推力的大小。该方法可以实时监测推力的变化，并提供准确的推力测量结果。然而，该方法需要在推进器周围安装额外的磁平衡装置，增加了系统的复杂性和重量，同时也可能对推进器的性能产
3、基于上述原因，现有技术中推力的不稳定跃迁的技术问题仍然没有解决。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的，在离子推进器推力调节过程中，由于等离子体非线性变化的特性，放电室内的等离子体常会出现模式转化现象，宏观表现为放电室内的光强分布突然发生改变，微观表现为等离子体分布状态发生突跃，往往伴随着放电室内等离子体密度的突然升高或降低，导致引出过程中的屏栅电流发生变化，进而导致推力的不稳定跃迁的技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
2、高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，所述方法包括：
3、采集离子推进器的成像的步骤；
4、根据所述离子推进器的成像，判断所述离子推进器当前模式的步骤；
5、采集所述离子推进器当前模式下的电子温度与离子密度的步骤；
6、计算所述离子推进器中可调节参数对应的电子温度和离子密度的波长光强的步骤；
7、根据所述波长光强与所述离子推进器的成像的对比拟合结果，调整所述可调节参数至与所述对比拟合结果重合的步骤。
8、进一步，提供一个优选实施方式，所述方法还包括：将调整后的所述可调节参数与地面数据进行对比的步骤；若对比一致，则输出当前推力作为结果。
9、进一步，提供一个优选实施方式，所述地面数据的采集方式为：
10、在真空罐内安装在轨使用的离子推进器，对离子推进器进行点火，调节功率从工作范围的最低值调节至最高值，记录整个过程放电室内的波长图像，根据所述波长图像，得到地面数据。
11、进一步，提供一个优选实施方式，所述波长图像以45°视角记录整个过程得到。
12、进一步，提供一个优选实施方式，所述离子推进器的成像采集，通过多光谱相机以45°对离子推进器进行成像。
13、进一步，提供一个优选实施方式，所述离子密度以函数形式表示。
14、进一步，提供一个优选实施方式，所述方法还包括：在调整所述可调节参数的过程中，如果监测到电子温度和离子密度发生突跃，则判定当前的推力发生跃迁，输出控制信号对当前推力进行修正的步骤。
15、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了高精度离子推进器推力跃迁在轨监测装置，所述装置包括：
16、采集离子推进器的成像的模块；
17、根据所述离子推进器的成像，判断所述离子推进器当前模式的模块；
18、采集所述离子推进器当前模式下的电子温度与离子密度的模块；
19、计算所述离子推进器中可调节参数对应的电子温度和离子密度的波长光强的模块；
20、根据所述波长光强与所述离子推进器的成像的对比拟合结果，调整所述可调节参数至所述对比拟合结果重合的模块。
21、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了计算机储存介质，用于储存计算机程序，当计算机读取所述计算机程序时，所述计算机执行所述的方法。
22、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了计算机，包括处理器和储存介质，当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时，所述计算机执行所述的方法。
23、与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案的有益之处在于：
24、本专利技术提供的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，在地面测试过程中，通过多光谱相机对离子推进器的放电室进行成像，记录不同波长下的光强分布状态。通过光强分布状态确定放电模式，并计算电子温度和离子密度分布形式。这种方式可以快速反演放电室的等离子体参数，实现对推力的高精度评估。
25、本专利技术提供的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，在轨监测过程中，利用机械臂将多光谱相机伸出卫星本体，对离子推进器的放电通道进行成像。通过对比拟合不同参数下的光强图片与成像图片，确定电子温度和离子密度的精确分布结果。这种方式可以实时监测推进器的放电模式，并根据电子温度和离子密度的变化对推力进行修正。
26、本专利技术提供的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，通过多光谱成像的方式，可以获取更多维度的信息，提高了对离子推进器放电室内等离子体参数的识别精度。相比于传统的单一波长成像方法，该方案可以更准确地判断放电模式。
27、本专利技术提供的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，通过对比拟合不同参数下的光强图片与成像图片，可以实现对电子温度和离子密度的精确反演。相比于传统的基于谱线比法的方法，该方案可以更准确地确定等离子体参数的分布形式。
28、本专利技术提供的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，可以提高对离子推进器放电模式和等离子体参数的识别精度，从而实现对推力的高精度评估和跃迁监测。
29、本专利技术提供的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，可以应用于航天任务中的无拖曳控制技术，特别是用于实现高精度空间任务中的引力波探测。
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1.高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述方法还包括：将调整后的所述可调节参数与地面数据进行对比的步骤；若对比一致，则输出当前推力作为结果。
3.根据权利要求2所述的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述地面数据的采集方式为：
4.根据权利要求3所述的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述波长图像以45°视角记录整个过程得到。
5.根据权利要求4所述的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述离子推进器的成像采集，通过多光谱相机以45°对离子推进器进行成像。
6.根据权利要求1所述的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述离子密度以函数形式表示。
7.根据权利要求1所述的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述方法还包括：在调整所述可调节参数的过程中，如果监测到电子温度和离子密度发生突跃，则判定当前的推力发生跃迁，输出控制信号对当前推
8.高精度离子推进器推力跃迁在轨监测装置，其特征在于，所述装置包括：
9.计算机储存介质，用于储存计算机程序，其特征在于，当计算机读取所述计算机程序时，所述计算机执行权利要求1所述的方法。
10.计算机，包括处理器和储存介质，其特征在于，当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时，所述计算机执行权利要求1所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述方法还包括：将调整后的所述可调节参数与地面数据进行对比的步骤；若对比一致，则输出当前推力作为结果。
3.根据权利要求2所述的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述地面数据的采集方式为：
4.根据权利要求3所述的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述波长图像以45°视角记录整个过程得到。
5.根据权利要求4所述的高精度离子推进器推力跃迁在轨监测方法，其特征在于，所述离子推进器的成像采集，通过多光谱相机以45°对离子推进器进行成像。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱悉铭，康永琦，张文杰，王彦飞，贾军伟，于达仁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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